Luận văn Đánh giá về tiềm năng nước dưới đất miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị phục vụ quy hoạch phát triển kinh tế xã hội và môi trưởng bền vững

1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thu Hiền ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT MIỀN ĐỒNG BẰNG TỈNH QUẢNG TRỊ PHỤC VỤ QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN KINH TẾ XÃ HỘI VÀ MÔI TRƯỞNG BỀN VỮNG Người hướng dẫn khoa học: TS. Trần Ngọc Anh Hà Nội -2009 2 MỤC LỤC MỞ ĐẦU................................................................................................................ 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ................................................................................. 5 1.1.Đặc điểm địa lý tự nhiên..............................................................................5 1.1.1. Vị trí địa lý.............................................................................................5 1.1.2. Đặc điểm địa hình - địa mạo - thổ nhưỡng...........................................6 1.1.3. Khí hậu..................................................................................................5 1.1.4. Hệ thống sông ngòi ...............................................................................7 1.1.5. Thảm thực vật .......................................................................................8 1.2.Tình hình phát triển kinh tế xã hội tỉnh Quảng Trị ...................................9 1.2.1. Dân số ...................................................................................................9 1.2.2. Cơ cấu kinh tế của tỉnh.......................................................................10 1.2.3. Nông – lâm nghiệp..............................................................................10 1.2.4. Công nghiệp ........................................................................................10 1.2.5. Y tế - Giáo dục.....................................................................................10 1.2.6. Mạng lưới giao thông..........................................................................11 1.3.Tổng quan về nghiên cứu tài nguyên nước dưới đất tỉnh Quảng Trị . ....11 CHƯƠNG 2 ..........................................................................................................14 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN MIỀN ĐỒNG BẰNG TỈNH QUẢNG TRỊ..............................................................................................14 2.1. Đặc điểm địa chất......................................................................................14 2.1.1. Địa tầng...............................................................................................14 2.1.2. Magma xâm nhập ...............................................................................26 2.1.3.Cấu trúc- Kiến tạo................................................................................28 2.2. Đặc điểm địa chất thuỷ văn ......................................................................33 2.2.1. Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích bở rời đa nguồn gốc Holocen34 2.2.2. Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích nguồn gốc sông Pleistocen ...36 2.2.3. Tầng chứa nước lỗ hổng - khe nứt, các thành tạo phun trào Bazan Neogen - Đệ Tứ.............................................................................................40 3 2.2.4. Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Neogen..................................41 2.2.5. Đới chứa nước khe nứt trong các thành tạo Odovic - Silua ...............43 CHƯƠNG 3 ..........................................................................................................45 ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT MIỀN ĐỒNG BẰNG TỈNH QUẢNG TRỊ.........................................................................................................45 3.1. Tổng quan các phương pháp đánh giá trữ lượng nước dưới đất ...........45 3.2. Giới thiệu mô hình MODFLOW..............................................................48 3.2.1.Cơ sở lý thuyết của mô hình Visual Modflow ......................................48 3.3. Ứng dụng mô hình MODFLOW đánh giá trữ lượng nước dưới đất miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị...............................................................................56 3.3.1. Phân vùng tính toán trữ lượng nước dưới đất....................................55 3.3.2.Xây dựng cơ sở dữ liệu mô hình ..........................................................58 3.3.3. Hiệu chỉnh bộ thông số mô hình.........................................................67 3.3.4. Tính toán trữ lượng động thiên nhiên ................................................67 3.3.5. Tính toán trữ lượng tĩnh .....................................................................67 3.3.6. Tính toán trữ lượng khai thác tiềm năng ............................................67 3.3.7. Tính toán mô đun dòng chảy ngầm ………………………………………….67 3.4. Đánh giá chất lượng nước dưới đất miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị ....69 3.4.1. Chất lượng môi trường nước dưới đất tầng chứa nước thứ nhất miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị ............................................................................70 3.4.2. Chất lượng môi trường nước dưới đất tầng chứa nước thứ hai miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị ............................................................................73 3.5. Nhận xét chung .........................................................................................77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..............................................................................78 4 MỞ ĐẦU Nước là một tài nguyên rất quý giá đối với đời sống con người. Để phục vụ cho việc quy hoạch phát triển kinh tế xã hội và môi trường bền vững của cả nước nói chung và tỉnh Quảng Trị nói riêng, việc đánh giá tài nguyên nước là một vấn đề vô cùng quan trọng và cấp thiết. Nó sẽ giúp cho các nhà quản lý đưa ra những quyết định quy hoạch đúng đắn để khai thác hợp lý nhất nguồn tài nguyên này. Trong số các nguồn tài nguyên nước thì tài nguyên nước dưới đất ở Việt Nam nói chung thường có chất lượng tốt, được xem là nguồn dự trữ cho các nhu cầu sử dụng đặc biệt là sử dụng cho sinh hoạt và công nghiệp. Do vậy, việc đánh giá tiềm năng nước dưới đất mang ý nghĩa quan trọng trong việc định hướng các quy hoạch phát triển kinh tế và xã hội. Tỉnh Quảng trị là một tỉnh nghèo miền Trung, đã có nhiều nỗ lực phát triển, khắc phục hậu quả của chiến tranh, với đa phần dân cư và các hoạt động dân sinh kinh tế diễn ra trên miền đồng bằng. Với mục tiêu đánh giá tiềm năng nước dưới đất phục vụ phát triển kinh tế xã hội và môi trường bền vững, luận văn này đã lựa chọn vùng nghiên cứu là miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị nơi đang có những hoạt động phát triển kinh tế diễn ra hết sức sôi động cả về quy mô và số lượng. Để hoàn thành bản luận văn này, bên cạnh sự cố gắng của bản thân, sự động viên khích lệ của bạn bè, tôi còn được sự quan tâm giúp đỡ của các thầy cô giáo trong khoa Khí tượng thuỷ văn và Hải dương học của trường Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy hướng dẫn – TS. Trần Ngọc Anh. Qua đây, tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới TS Trần Ngọc Anh và các thầy cô trong khoa. 5 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1.Đặc điểm địa lý tự nhiên 1.1.1. Vị trí địa lý Tỉnh Quảng Trị được giới hạn bởi toạ độ địa lý: 16018’ đến 17010’ vĩ Bắc và 106032’ đến 107007’ kinh độ Đông; phía Bắc giáp huyện Lệ Thuỷ của tỉnh Quảng Bình, phía Nam giáp huyện A Lưới và huyện Phong Điền của tỉnh Thừa Thiên - Huế, phía Tây giáp tỉnh Xavanakhet và Xaravan của nước Cộng hoà dân chủ nhân dân Lào. Phía Đông đuợc bao bọc bởi biển Đông và đường bờ kéo dài 75 km. Đảo Cồn Cỏ là một đảo duy nhất thuộc tỉnh Quảng Trị có diện tích 4 km2 [4]. Hình 1.1 Giới hạn miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị 6 Miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị (hình 1.1) bao gồm 91 phường, xã và thị trấn thuộc 7 huyện, thị: Vĩnh Linh, Gio Linh, Cam Lộ, Đông Hà, Quảng Trị, Triệu Phong và Hải Lăng phân biệt theo quy định của tỉnh có tổng diện tích 1.627 km2, phía Đông giáp biển Đông, phía Bắc giáp Quảng Bình, phía Nam giáp Thừa Thiên Huế và phía Tây giáp vùng đồi núi của tỉnh Quảng Trị. 1.1.2. Đặc điểm địa hình - địa mạo - thổ nhưỡng Nhìn một cách tổng thể, hình thái địa hình miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị chạy dài theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, trùng với đường kéo dài của đoạn bờ biển ở phía Đông. Theo độ cao và hình thái có thể phân ra làm các dạng địa hình chính như sau : Địa hình đồng bằng: gồm dải đồng bằng ven biển Quảng Trị có diện tích hẹp nhưng chiếm vị trí quan trọng, nó là vựa lúa cung cấp lương thực và thực phẩm cho các địa phương trong tỉnh và các vùng lân cận. Theo các quan điểm địa chất, đồng bằng ven biển miền Trung có nguồn gốc bóc mòn, tích tụ, được hình thành khoảng trên một triệu năm. Độ cao tuyệt đối của đồng bằng dao động từ dưới 1 m đến 50 m. Phần phía Tây có độ cao từ 25 đến 50 m tạo nên một đới chuyển tiếp với địa hình đồi với lớp phủ trầm tích bở rời mỏng, mức độ phân cắt yếu, các quá trình rửa trôi bề mặt chiếm ưu thế. Phần phía Đông có độ cao tuyệt đối từ 1m đến 6 m, lớp phủ trầm tích bở rời lớn hơn, có nơi đạt độ dày 50 – 60 m, bề mặt địa hình phẳng, bị chia cắt bởi các hệ thống cửa sông, kênh, mương và các đụn cát. Địa hình cồn cát và đụn cát: phát triển dọc ven biển từ nam Cửa Tùng đến giáp Thừa Thiên Huế với bề rộng trung bình 4 – 5 km, độ cao từ 5m đến 15 m, cục bộ đến 30 m. Toàn bộ các đụn cát được cấu thành từ các loại cát trắng bở rời. Về đặc điểm thổ nhưỡng, khu vực nghiên cứu gồm các tiểu vùng sau : - Tiểu vùng cồn cát, bãi cát : phân bố dọc bờ biển, cát trắng chiếm ưu thế (97% là cát), dưới cùng bước đầu thấy có tích tụ sắt, chuyển sang màu nâu hơi đỏ. - Tiểu vùng đất nhiễm mặn ở cửa Tùng : được tạo thành dưới tác động của thuỷ triều, phân bố ở địa hình thấp. 1.1.3. Khí hậu [8, 13] Khu vực nghiên cứu nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa tương đối 7 điển hình. Trong năm có hai mùa rõ rệt, mùa khô và mùa mưa. Mùa khô từ tháng XII tới tháng VIII, mùa mưa từ tháng IX tới tháng XI. Từ tháng III đến tháng VIII chịu ảnh hưởng của gió Tây Nam khô và nóng. Từ tháng IX đến tháng II năm sau chịu ảnh hưởng của gió Đông Bắc đi liền với mưa phùn và rét đậm.  Mưa Mưa trong vùng phụ thuộc vào yếu tố địa hình trên từng lưu vực. Lượng mưa hàng năm nằm trong khoảng 2.000 - 2.700 mm, cao hơn mức trung bình của cả nước. Lượng mưa 3 tháng mùa mưa chiếm tới 68  70% lượng mưa năm. Tổng lượng mưa 9 tháng mùa khô chỉ chiếm 30% tổng lượng mưa năm. Trong các tháng mùa khô từ tháng XII đến tháng IV thường có những trận mưa rào nhẹ cách nhau từ 7 đến 8 ngày với lượng mưa trần từ 20  30mm, Giữa 2 mùa khô có 1 thời kỳ mưa lớn là tháng V và tháng VI gọi là mưa tiểu mãn. Lượng mưa trong năm của Quảng Trị phân bố không đều cả về không gian lẫn thời gian. Theo thống kê lượng mưa bình quân nhiều năm của các trạm thể hiện trên bảng 1.1: Bảng 1.1. Mưa bình quân nhiều năm (mm) Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Vĩnh Linh 129.9 83.3 48.6 51.9 100.5 97.8 94.3 125.3 420.2 766.0 462.3 227.0 2614.1 Gia Vòng 60.1 47.9 35.4 64.1 143.6 101.4 78.7 155.0 509.7 695.9 456.4 188.0 2536.3 Đông Hà 48.2 34.1 30.8 60.7 119.3 83.0 65.7 163.2 388.9 683.9 429.0 175.2 2291.8 Thạch Hãn 84.3 60.7 48.9 63.0 135.0 105.7 82.9 135.3 476.4 710.6 438.6 240.7 2627.3 Cửa Việt 57.6 48.6 33.1 50.8 102.6 63.4 68.1 150.3 398.6 574.3 415.7 219.6 2187.8 Hướng Hoá 83.6 61.7 47.8 97.8 191.5 171.7 148.9 219.1 585.8 778.0 227.7 95.7 2779.9 Khe Sanh 16.7 19.2 29.7 89.8 158.9 210.8 187.8 295.9 376.7 455.0 175.8 64.7 2118.6 Ba Lòng 99.8 90.1 51.0 71.7 156.6 156.8 74.2 173.1 473.4 762.0 411.8 227.8 2794.3  Nhiệt độ không khí Nhiệt độ không khí thay đổi theo mùa trong năm. Nhiệt độ bình quân nhiều 8 năm vào khoảng 24,3oC. Chênh lệch nhiệt độ trong ngày từ 7 tới 10oC. Tháng có nhiệt độ cao nhất là tháng V và VII, khoảng 35 – 400C. Tháng thấp nhất là tháng I và II, khoảng 180C, có khi xuống 8- 90C. Nhiệt độ bình quân tháng tại các trạm trong vùng nghiên cứu được thể hiện ở bảng 1.2. Bảng 1.2. Nhiệt độ bình quân tháng tại các trạm (oC) Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Đông Hà 19.2 19.3 22.5 25.6 28.2 29.3 29.6 28.8 27.1 25.1 22.5 19.9 Quảng Trị 19.4 20.4 22.6 25.6 28.1 29.4 29.5 29.0 27.1 25.1 23.2 20.8 Khe Sanh 17.6 18.4 21.8 24.4 25.6 25.6 25.3 24.6 24.0 22.8 20.4 18.2  Độ ẩm tương đối Độ ẩm tương đối bình quân nhiều năm nằm trong khoảng 85 tới 90%. Bảng 1.3 trích dẫn độ ẩm tương đối tại Đông Hà. Bảng 1.3. Độ ẩm tương đối trạm Đông Hà (%) I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII TB 92 91 91 93 91 79 81 79 84 85 88 89 86,9  Bốc hơi Bốc hơi bình quân nhiều năm nằm trong khoảng 1200-1300mm. Ở vùng đồng bằng bốc hơi bình quân nhiều năm cao hơn vùng núi. Vào các tháng mùa hè, lượng bốc hơi lên tới 70-75% lượng bốc hơi cả năm. Đây là một trong những nguyên nhân làm hao hụt nguồn nước và dễ gây ra nạn cháy rừng. Lượng bốc hơi bình quân tháng lớn nhất tại Đông Hà là 219 mm/tháng (xem bảng 1.4).  Số giờ nắng Bình quân số giờ nắng trong năm khoảng 1840 giờ. Tại Đông Hà bình quân số giờ nắng trong tháng biến đổi từ 92 giờ vào tháng II tới 242 giờ vào tháng VII. 1.1.4. Hệ thống sông ngòi [8] Tỉnh Quảng Trị có ba hệ thống sông chính là sông Bến Hải, sông Thạch Hãn 9 và sông Ô Lâu (Mỹ Chánh). Đặc điểm chung của các hệ thống sông là ngắn, hướng chảy chính là Tây - Đông, độ dốc trung bình khoảng 13 – 25 m/km. Ở phần thượng nguồn các sông phân nhánh thành các chi lưu, phụ lưu, lòng sông thu hẹp, nhiều ghềnh thác. + Hệ thống sông Bến Hải: Sông Bến Hải dài 65 km, diện tích lưu vực khoảng 809 km2. Sông bắt nguồn từ Động Châu có độ cao 1257 m. Các phụ lưu ở thượng nguồn gồm có sông Sa Lung và sông Rào Thanh . Lưu lượng trung bình năm 43,4 m3/s + Hệ thống sông Thạch Hãn: Có quy mô lớn nhất với chiều dài 155 km, diện tích lưu vực 2660 km2, lưu lượng dòng chảy trung bình năm 130 m3/s. Hệ thống sông Thạch Hãn có hai chi nhánh lớn là sông Hiếu (còn gọi là sông Cam Lộ) ở phía Bắc và sông Thạch Hãn ở phía Nam, chúng gặp nhau tại ngã ba Gia Độ, đổ ra biển qua Cửa Việt. Nhánh Thạch Hãn ở phía nam có quy mô lớn hơn bắt nguồn từ các dãy núi lớn Động Sa Mù, Động Voi Mẹp và Động Ba Lê, Động Dang. + Hệ thống sông Ô Lâu: Được hợp bởi hai nhánh sông chính là Ô Lâu ở phía Nam và sông Mỹ Chánh ở phía Bắc. Tổng diện tích lưu vực của hai sông khoảng 900km2, chiều dài 65 km. Sông đổ vào phá Tam Giang thuộc địa phận Thừa Thiên Huế. Ngoài các hệ thống sông chính ra, tỉnh Quảng Trị còn có hệ thống suối dày đặc. Hệ thống suối phát triển rất mạnh ở phần thượng nguồn, độ dốc lớn tạo ra nhiều thác cao hàng trăm mét và phân bậc phức tạp. 1.1.5. Thảm thực vật Hiện nay, tỉnh Quảng Trị có khoảng 1053 loại thực vật, thuộc 528 chi, 130 họ, trong đó có 175 loài cây gỗ. Theo thống kê, tại rừng Quảng Trị hiện có khoảng 67 loài thú, 193 loài chim, 64 loài lưỡng cư, bò sát đang sinh sống. Rừng trồng có 50556 ha, chất lượng nhìn chung tốt. Độ che phủ rừng tăng bình quân 1% /năm. Tính đến năm 2007, độ che phủ của rừng hiện nay đạt 44,4%. 1.2.Tình hình phát triển kinh tế xã hội tỉnh Quảng Trị 1.2.1. Dân số Theo Niên giám thống kê 2007 của Cục thống kê Quảng Trị [4], dân số của 10 tỉnh là 630.339 người, số dân sống ở thành thị chiếm 24,53% còn lại hầu hết dân số sống ở nông thôn và vùng núi (75,47%). Dân số phân bố không đều đặc biệt có sự khác biệt lớn giữa đồng bằng và miền núi. Mật độ dân số trung bình toàn tỉnh 133 người/km2, trong đó thị xã Đông Hà 1125 người/km2, thị xã Quảng Trị 2712 người/km2, huyện miền núi Đakrông 30 người/km2, Hướng Hoá có mật độ dân là 58 người/km2. Dân cư trong vùng chủ yếu là người Kinh, sống tập trung ở dải đồng bằng ven biển, các thị trấn vùng núi. Tỷ lệ người Kinh chiếm 84%, người Vân Kiều, Pacô chiếm 10% còn lại là các dân tộc ít người khác. 1.2.2. Cơ cấu kinh tế của tỉnh Cơ cấu kinh tế của tỉnh Quảng Trị như sau: nông, lâm nghiệp và thuỷ sản chiếm 36%, dịch vụ 38,4%, công nghiệp và xây dựng 25,6% [4]. 1.2.3. Nông – lâm nghiệp a. Trồng trọt Theo niên giám thống kê năm 2005 của tỉnh Quảng Trị, diện tích canh tác hiện nay trong toàn vùng là 95.792,2 ha, trong đó 73.347,6 dùng cho cây hàng năm và 22444,6 ha dùng cho cây lâu năm b. Chăn nuôi Chăn nuôi trong vùng chưa phát triển, chủ yếu còn ở mức độ chăn nuôi tự phát ở mức độ hộ gia đình. Nghành chăn nuôi mới chiếm tỷ trọng 15 – 18 % thu nhập cho các hộ nông dân c. Lâm nghiệp Diện tích che phủ của thảm rừng tự nhiên hiện nay chỉ còn khoảng 40%. Rừng nguyên thuỷ bị huỷ diệt do các lý do như: tập quán canh tác du canh du cư của đồng bào dân tộc miền núi, chất độc da cam, nạn khai thác gỗ bừa bãi 1.2.4. Công nghiệp Công nghiệp trong vùng còn chưa phát triển. Cơ cấu công nghiệp chủ yếu là vật liệu xây dựng và chế biến nông lâm sản. Trong vùng có 2 nhà máy sản xuất xi măng lò đứng. Nguồn điện trong vùng còn hạn chế. Lưới điện quốc gia đã phát triển tới các trung tâm huyện. Điện lưới đã tới được các xã, tuy nhiên ở miền núi các xã vùng sâu vùng xa còn hạn chế. 1.2.5. Y tế - Giáo dục a. Y tế 11 Mạng lưới y tế ở vùng đồng bằng phát triển rộng khắp ở các cộng đồng dân cư nhất là y tế cộng đồng. Mỗi huyện có một bệnh viện với quy mô 80 giường bệnh. b. Giáo dục Các xã trong vùng đồng bằng đã thực hiện tốt công tác xoá mù chữ. Lực lượng lao động vùng nông thôn có tới 60% đã qua trình độ văn hoá cấp cơ sở và 20% số lao động có trình độ văn hoá phổ thông trung học. 1.2.6. Mạng lưới giao thông Mạng lưới giao thông của tỉnh Quảng Trị khá phát triển ở khu vực đồng bằng ven biển. Trong khi đó ở miền núi, hệ thống giao thông phát triển rất kém. Quốc lộ 1A nối liền Quảng Trị với các khu vực ở phía bắc và phía nam của đất nước. Quốc lộ 9 cũng đã được hiện đại hoá, nối liền cửa khẩu Lao Bảo với bến cảng Cửa Việt. Các đường liên tỉnh và liên huyện về cơ bản là đường rải nhựa cấp thấp, đường rải đá. Một số đường liên huyện, liên xã nối từ quốc lộ 9, quốc lộ 14, quốc lộ 1 về các bản thường là các đường rải đá. 1.3.Tổng quan về nghiên cứu tài nguyên nước dưới đất tỉnh Quảng Trị Trong chiến tranh, Quảng Trị là nơi tuyến đầu diễn ra các cuộc chiến ác liệt, tài nguyên nói chung và tài nguyên nước nói riêng chưa nhận được sự quan tâm nghiên cứu. Mặt khác, cũng do điều kiện chiến tranh nên nhiều tài liệu không còn được lưu trữ vì vậy những năm 1975 trở về trước, tại tỉnh Quảng Trị chưa thu thập được các tài liệu về công trình nghiên cứu nước dưới đất. Hầu hết điều tra cơ bản về nước dưới đất tỉnh Quảng Trị chỉ thực sự bắt đầu từ sau những năm 1975. Có thể kể đến một vài các công trình nghiên cứu nước dưới đất tiêu biểu trên địa bàn tỉnh Quảng Trị như sau: Trong khoảng thời gian sau chiến tranh đến giữa thập kỷ 80, Liên đoàn Địa chất thuỷ văn và Địa chất công trình miền Trung đã triển khai một số đề án tìm kiếm nước dưới đất chủ yếu tập trung ở vùng thị xã Đông Hà và tại Gio Linh, Hồ Xá và các vùng phụ cận. Năm 1982, chương trình nước tỉnh Bình Trị Thiên (khi chưa tách tỉnh) được thành lập và bước đầu sử dụng nguồn nước dưới đất cho một số chương trình cấp nước. Quảng Trị xây dựng được 284 giếng khoan bơm tay, cải tạo 10 giếng đào. Từ năm 1989 đến năm 1995, Quảng Trị xây dựng được 2098 giếng khoan, 218 giếng 12 đào mới và 5 hệ cấp nước tập trung. Từ năm 1995 đến 2000, chương trình nước tỉnh Quảng Trị đã thi công được 563 giếng khoan, 301 giếng đào và 9 chương trình cấp nước tập trung [2,3,6,7,8]. Tuy nhiên, nhìn chung các nghiên cứu đó mới chỉ tập trung vào tìm kiếm các nguồn nước phục vụ cấp nước sinh hoạt và một số nhà máy, xưởng công nghiệp có quy mô nhỏ. Mặt khác, các nghiên cứu đó mới chỉ mang tính cục bộ, và chưa thể hiện được các tiềm năng nước dưới đất trên địa bàn tỉnh mặc dầu các kết quả đo đạc, quan trắc là những tài liệu quý giá cho các nghiên cứu sau này. Tại Quảng Trị đã có một số dự án thăm dò nước dưới đất được thống kê dưới bảng sau [2]: Bảng 1.3: Một số dự án điều tra nước dưới đất tại Quảng Trị Tên các báo cáo Mức độ nghiên cứu Diện tích (km2) Thời gian thực hiện 1. Báo cáo thuyết minh Bản đồ nước dưới đất tỉnh Quảng Trị Đo vẽ ĐCTV Toàn tỉnh 1984 2. Tìm kiếm nước dưới đất vùng Đông Hà - Quảng Trị Tìm kiếm 700 1979-1984 3. Phương án tìm kiếm nước dưới đất vùng Tây Đông Hà - Quảng Trị Tìm kiếm 1989-1991 4. Thăm dò nước dưới đất vùng Gio Linh - Quảng Trị Thăm dò khai thác 1995 5. Phương án tìm kiếm nước dưới đất vùng Hồ Xá - Vĩnh Linh. Thăm dò 500 1986 6. Thăm dò khai thác vùng Gio Linh - Quảng Trị Thăm dò kết hợp khai thác 2000 – 2004 7. Phương án thăm dò kết hợp khai thác nước dướiđất vùng Cửa Việt công suất 600 m3/ng Thăm dò khai thác 2001 8. Thăm dò kết hợp khai thác vùng Cửa Tùng công suất 500 m3/ng Thăm dò khai thác 2003 Từ những năm 2000 trở về gần đây, có những đề án nghiên cứu về nước dưới đất có quy mô trong đó đáng kể là : + Nghiên cứu «Quy hoạch tổng thể cấp nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn tỉnh Quảng Trị» do Nguyễn Văn Lâm thực hiện vào năm 2000 [6]. Trong nghiên cứu này, Nguyễn Văn Lâm đã kế thừa các số liệu quan trắc trước đây, sơ bộ đánh giá các nguồn nước sạch trên các khu vực nông thôn tỉnh Quảng Trị, từ đó đề 13 xuất quy hoạch khai thác nước phục vụ chủ yếu nhu cầu sinh hoạt và vệ sinh môi trường nông thôn tỉnh Quảng Trị. Trong nghiên cứu này, do vậy, chưa chú trọng nhiều đến việc tính toán tiềm năng nước dưới đất một cách có hệ thống, do vậy chưa là cơ sở để xây dựng các quy hoạch phát triển kinh tế xã hội và bảo vệ môi trường bền vững. + Năm 2002, Đoàn Văn Cánh và Lê Tiến Dũng đã hoàn thành công trình «Tài nguyên nước dưới đất tỉnh Quảng Trị», trong đó đóp góp đáng kể nhất là đã xây dựng được bản đồ địa chất thủy văn tỉnh Quảng Trị tỷ lệ 1:100.000, đã sơ bộ tiến hành phân vùng để đánh giá chung về mức độ dồi dào cho từng tiểu vùng. Tuy nhiên, việc phân vùng đó dựa theo ranh giới hành chính các xã, chưa chú trọng và gắn liền với quy hoạch phát triển kinh tế xã hội trên địa bàn, do vậy cần có các nghiên cứu chi tiết hơn đáp ứng nhu cầu trên. + Nhằm mục tiêu khắc phục được các hạn chế của các nghiên cứu trước đây, năm 2007 UBND tỉnh Quảng Trị phê duyệt dự án «Quy hoạch quản lý, khai thác sử dụng và bảo vệ tài nguyên nước dưới đất miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị» do Nguyễn Thanh Sơn - chủ trì dự án, thuộc trường Đại học Khoa học Tự nhiên, thực hiện vào năm 2007-2008 và nghiên cứu này là một phần nội dung trong dự án đó với mục tiêu đánh giá tiềm năng nước dưới đất miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị phục vụ công tác quy hoạch quản lý, khai thác sử dụng và bảo vệ nguồn tài nguyên quý giá này. 14 CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN MIỀN ĐỒNG BẰNG TỈNH QUẢNG TRỊ 2.1. Đặc điểm địa chất 2.1.1. Địa tầng Trên toàn diện tích đã phân chia 24 phân vị địa tầng trước Kainozoi và 25 phân vị địa tầng Kainozoi [2]. Giới Proterozoi – Paleozoi Phức hệ Khâm Đức ( PR3 - €1kđ ) Hệ tầng Núi Vú ( PR3 - €1nv ) Hệ tầng Núi Vú lộ ra ở khu vực xã A Bung, Hồng Thuỷ. Các diện lộ này được các nhà địa chất đo vẽ bản đồ địa chất tỷ lệ 1:50 000 phát hiện và xác lập năm 1994, 1997. Trên bình đồ diện lộ của hệ tầng được khống chế bởi các hệ thống đứt gãy phương Tây Bắc – Đông Nam, bị các trầm tích trẻ hơn của hệ tầng A Ngo và hệ tầng Đakrông phủ bất chỉnh hợp, đặc biệt bị xuyên cắt bởi các đá granit trẻ hơn tuổi Paleozoi. Tổng diện tích lộ trên bình đồ khoảng hơn 100 km2 Thành phần thạch học của các mặt cắt của hệ tầng Núi Vú bao gồm một khối lượng rất lớn các đá xẫm màu ( phiến lục, đá phiến amphibol, đá amphibolit ) đi cùng với đá phiến thạch anh, đá phiến kết tinh, đá phiến sericit và quarsit. Hệ tầng Tiên An (PR3 - €1ta) Hệ tầng Tiên An hiện diện ở hai diện lộ chính và hàng loạt diện lộ nhỏ khác ở phía nam đứt gãy Động Phượng – Làng Miệt – Tà Long. Mặc dù bị ngăn cắt và phá huỷ bởi các thành tạo địa chất trẻ hơn vẫn thấy được một quy luật chung về thành phần vật chất, thành phần thạch học và kiểu biến chất. Về thành phần thạch học chúng bao gồm một tập hợp các đá biến chất tiêu biểu: đá phiến kết 15 tinh, đá phiến thạch anh – biotit – granat, đá phiến có silimanit, đá phiến giàu felspat, đá phiến hai mica, gneiss mica, đá quarsit, quarsit giàu graphit. Các đá amphibolit và đá phiến plagioclas-amphibol có khối lượng không nhiều. Hệ Cambri – Ordovic Hệ tầng A Vương (€2- O1av) Trong vùng nghiên cứu đá thuộc hệ tầng A Vương phân bố thành các diện lộ không lớn bị che phủ bởi các đá trầm tích hoặc xuyên cắt bởi trầm tích magma trẻ hơn. Rất đáng chú ý là toàn bộ các diện lộ của phân vị địa tầng đều nằm về phía Nam đứt gãy Động Phượng – Làng Miệt – Tà Long. Theo các đặc điểm thạch học, có thể phân thành phân hệ tầng dưới và trên. Phân hệ tầng dưới (€2- O1av1) lộ ra nhiều nhất ở khu vực A Vương, dọc sông ĐakRông, khu vực La Sam, Tà Long. Thành phần thạch học phân hệ tầng A Vương dưới bao gồm chủ yếu các đá phiến thạch anh – sericit, ít đá quarsit xen kẽ, cục bộ có khi quan sát được các thấu kính đá phiến lục. Mặt cắt trên cùng có thành phần nguyên thuỷ từ các trầm tích lục nguyên và đá lục nguyên và đá phiến sét, bị biến chất thấp trong điều kiện tướng đá phiến màu lục. Các đá phiến màu lục có quy mô phân bố rất hạn hẹp có nguồn gốc từ các đai mạch sẫm mầu dạng diabas hoặc diorite porphyrit. Phân hệ tầng trên (€2- O1av2) bao gồm các đá phiến thạch anh – sericit xen các lớp đá phiến thạch anh – felspat – hai mica, các lớp đá phiến có granat, lớp đá hoa phlogopit nguồn gốc từ các trầm tích carbonat chính là tiêu chí để nhận dạng địa tầng đang xem xét. Cũng như các diện lộ ở A Vương thuộc phân hệ tầng dưới, các đá phiến lục được mô tả ở Làng Vây thuộc phân hệ tầng trên rất hạn chế về quy mô kích thước. Hệ Ordovic – Silur Hệ tầng Long Đại (O1- S1lđ) Hệ tầng Long Đại được xác lập trên cơ sở mặt cắt theo dòng sông Long Đại thuộc tỉnh Quảng Bình với sưu tập hoá thạch Bút Đá tuổi Ordovic – Silur sớm (A.E. Dovjicov và nnk – 1965). Hệ tầng có diện phân bố rất rộng rãi, ở phạm vi phía Bắc đứt gãy Động Phượng – Làng Miệt – Tà Long. Phía Nam đứt gãy này, địa tầng hoàn 16 toàn vắng mặt. Theo các đặc điểm cấu trúc tướng đá có thể phân thành: Phân hệ tầng dưới (O1- S1lđ1) lộ rõ ở khu vực đỉnh Động Vàng Vàng và khu dải Động Chiêu Giang đến thôn Ba Bầu xã Triệu Nguyên phía Nam sông Thạch Hãn. Thành phần thạch học bao gồm các tập đá cát kết, bột kết xen kẽ các lớ mỏng đá phiến seiricit và cát kết dạng quarsit. Tổng chiều dày khoảng 600-700 m. Đáng chú ý là các đá ở đây bị biến chất cao hơn phần xung quanh huộc các hệ tầng giữa và trên. Nhìn chung các quan sát đều xác minh phân hệ tầng dưới tiêu biểu bởi các đá trầm tích cát kết đa khoáng hạt thô sáng màu có xen một khối lượng nhỏ đá phiến sét đen và đá phiến sét-bột kết. Chiều dày 800-900m. Hiện chưa quan sát thấy phần đáy của phân vị địa tầng này. Phần hệ tầng giữa-dưới (O1-S1lđ2) lộ ra tại Vĩnh Ô thượng nguồn sông Bến Hải, Đốc Kỉnh, thượng nguồn sông Ái Tử và sông Lai Phước . Phân hệ tầng giữa – trên (O1- S1lđ3) đặc trưng bởi sự có mặt các lớp hoặc thấu kính đá carbonat chứa sét quy mô nhỏ. Điển hình nhất là tập đá sét vôi ở cầu Đầu Mẫu. Tuy nhiên không phải tại diện lộ nào cũng tìm thấy các đá carbonat đánh dấu. Phân hệ tầng trên (O1- S1lđ4) phân bố với diện lộ không lớn. Thành phần bao gồm đá phiến thạch anh – sericit – clorit màu xám lục xen kẽ các lớp cát bột kết phân lớp dày. Nhìn chung các thành tạo thuộc hệ tầng Long Đại có cấu trúc phân nhịp khá rõ, bao gồm các trầm tích lục nguyên xen kẽ với các trầm tích sét, rất ít carbonat, vắng mặt đá phun trào. Chúng bị biến chất không đều trong phạm vi tướng phiến argilit hoặc phần đầu của tướng phiến lục. Hệ Silur, thống thượng Hệ tầng Đại Giang (S2 đg) Hệ tầng Đại Giang do A.M.Mareixep xác lập năm 1965 với tuổi Silur. Ông cho rằng hệ tầng Đại Giang có quan hệ chuyển tiếp trên thành tạo flysơ hệ tầng Long Đại. Tuy nhiên các tài liệu gần đây của các nhà địa chất Cục địa chất và khoáng sản Việt Nam lại cho thấy hệ tầng Đại Giang có quan hệ phủ bất chỉnh hợp lên trên hệ tầng Long Đại (Vũ Mạnh Điển 1998). 17 Trên bản đồ, hệ tầng Đại Giang được phân làm hai phân hệ tầng với quan hệ chuyển tiếp. Phân hệ tầng dưới (S2 đg1). Thành phần thạch học bao gồm cuội kết cơ sở đi cùng các thấu kính lớp cát - bột kết màu xám vàng phân lớp dày xen lớp mỏng đá phiến sét. Cuội kết dày 3m, thành phần hạt cuội gồm thạch anh quarsit, silit… Phân hệ tầng trên (S2 đg2) lộ trên một diện hẹp ở Tân Lâm, Thiện Xuân. Thành phần thạch học bao gồm các đá sét-vôi xen đá vôi màu xám tro có chứa hoá đá bảo tồn tốt. Hệ Devon Kiểu mặt cắt lục nguyên màu đỏ chuyển lên carbonat ở khu vực Bình Trị Thiên được R.Bouret (1925) nghiên cứu. Về sau, năm 1933 J. Hoffet xác định các trầm tích màu đỏ có tuổi Devon. Hệ Devon, thống hạ Hệ tầng Tân Lâm (D1tl) Hệ tầng Tân Lâm do Đinh Minh Mộng xác lập năm 1978. Tại Quảng Trị hệ tầng Tân Lâm có diện lộ không lớn ở Tân Lâm, Hướng Lập, chúng có quan hệ không khăng khít với các đá vôi hệ tầng Cù Bai. Dựa vào đặc điểm thạch học có thể phân biệt hai phân hệ tầng Phân hệ tầng dưới (D1 tl1). Mặt cắt rõ nhất ở Tà Phương trên đường đi từ Tà Rùng đến thôn A Xốc. Tại đây thấy các lớp cuội dăm kết phân bố rộng rãi với chiều dài 100m. Đá có màu đỏ, màu gạch cua hoặc cặn rươi vàng. Chuyển lên trên là các đá cát kết, bột kết màu xám tím, chiều dày 100 – 300m Phân hệ tầng trên (D1tl2). Mặt cắt rõ nhất được quan sát dọc suối Ta Loau. Đoạn mặt cắt này bị kẹp giữa hai đứt gãy lớn thuộc hệ thống đứt gãy ĐakRông – A Lưới phương Tây Bắc – Đông Nam. Toàn bộ mặt cắt quan sát thấy các đá cát bột kết màu đỏ, tím có xen các lớp sét mỏng cùng màu tím. Chiều dày của mặt cắt vừa mô tả khoảng 1000-1200m. Chúng có quan hệ hệ kiến tạo với các đá sét bột kết màu xám đen của hệ tầng Long Đại ở phía bắc và các đá phiến sericit, quarsit của hệ tầng A Vương ở phía nam. Hệ Devon, thống trung - thượng 18 Hệ tầng Cù Bai (D2 – 3cb) Hệ tầng Cù Bai do Nguyễn Xuân Dương xác lập năm 1971 để chỉ cho các đá carbonat mà A.E.Dovjicov và các đồng nghiệp (1965) đã mô tả là trầm tích Giveti – Frasini. Ở Quảng Trị, hệ tầng Cù Bai bao gồm các loại đá vôi, dolomit dolomit vôi có quan hệ chỉnh hợp với hệ tầng Tân Lâm. Hệ tầng Cù Bai bị các đá cuội kết và sắt cấu tạo trứng cá của hệ tầng Cam Lộ phủ bất chỉnh hợp. Các diện lộ tiêu biểu được thấy tại khu vực Tân Lâm, Cù Bai, Động Tà Ri, Cam Lộ và một số diện lộ nhỏ khác. Hệ Permi Hệ tầng Động Toàn (P đt) Hệ tầng Động Toàn bao gồm tập hợp các đá phun trào có thành phần từ andesit đến andesitodacit, một khối lượng không lớn các phun trào acid cùng các đá tuf, tuf dung nham aglomerat và các đá trầm tích cơ học, các đá carbonat vôi. Theo các đặc điểm thành phần vật chất có thể phân biệt phân hệ tầng dưới và phân hệ tầng trên. Phân hệ tầng dưới (P đt1) bao gồm cuội kết, andesit, cuội kết tuf andesit. Cuội kết tuf andesit tướng phun nổ có thành phần hạt cuội là andesit gắn kết bởi ximăng andesit – tuf lộ ra khá rộng rãi ở khu Động Toàn. Phân hệ tầng trên (P đt2) gồm các đá phun trào thành phần từ andesitobazan đến dacit trong đó các đá andesit chiếm ưu thế. Chiều dày từ 450m đến 500m. Hệ Permi, thống trên Hệ tầng Cam Lộ (P2 cl) Do Nguyễn Xuân Dương xác lập (năm 1977) trên cơ sở các mặt cắt chứa hoá đá lộ ra ở Cam Lộ - Khe Mỏ Hai. Mặt cắt tiêu biểu của hệ tầng gồm 8 tập. Tập 1: Cuội kết cơ sở màu xám sáng phân lớp vừa. Thành phần cuội gồm thạch anh, silic, quarsit, granit dày 20m Tập 2: Cát kết ít khoáng màu xám nhạt xen các lớp cát kết chứa vôi, dày 45m Tập 3: Cát kết hạt vừa xen bột kết xám vàng, dày 105m Tập 4: Cát bột kết xám vàng, dày 110m Tập 5: Sét kết chứa cuội sạn màu xám tro, dày 10m 19 Tập 6: Cát bột kết xen sét kết, dày 50m Tập 7: Sét vôi màu xám tro, dày 40m Tập 8: Sét kết màu xám tro, dày 40m Chiều dày tổng thể 400-450m Giới Mezôzoi Hệ Triat, thống trung Hệ tầng Động Hà (T2 đh) Trên bình đồ và mặt cắt, các đá của hệ tầng Động Hà cắm dốc nghiêng về phía Bắc với góc dốc 50 – 700, gồm các đá trầm tích lục nguyên, ít đá phiến sét và có mặt các đá phun trào acit dưới dạng các đai mạch hoặc thấu kính. Theo thành phần có thể phân thành hai phân hệ tầng dưới và trên có quan hệ chuyển tiếp. Phần dưới chủ yếu gồm các đá hạt thô đến trung, phần trên phong phú các đá hạt mịn đi cùng phun trào acit. Hệ Jura, thống hạ-trung Hệ tầng A Ngo (J1-2an) Hệ tầng A Ngo có diện phân bố rộng trong phạm vi các tờ Hương Hoá, Pa Nang. Theo các đặc điểm thạch học, hệ tầng A Ngo được phân làm 3 phân hệ tầng với quan hệ chuyển tiếp. Phân hệ tầng dưới (J1-2an1) phủ bất chỉnh hợp lên trên các đá hệ tầng Khâm Đức, thành phần gồm cuội kết cơ sở, dày 50m. Đá cuội cơ sở màu phớt tím với ximăng là sét-bột, các hạt cuội là thạch anh, silic, granit, độ chọn lọc mài tròn kém. Phía trên là gồm cát kết hạt thô, cát sạn kết màu xám sáng phớt tím, cát bột kết màu tím, phớt tím phân lớp dày, sét kết, sét - bột kết màu tím Phân hệ tầng giữa (J1-2an2 ) gặp trong hầu hết các diện lộ, đánh dấu bởi sự có mặt các trầm tích carbonat và phong phú hoá đá. Thành phần thạch học bao gồm đá vôi, sét vôi cấu tạo trứng cá, màu xám nâu nhạt, bột kết phân lớp rung bình màu tím, tím gụ xen ít cát kết hạt bé, chiều khoảng 400-450m. Phân hệ tầng trên (J1-2an3 ) phân bố trên một diện hẹp nhất. Thành phần thạch học bao gồm cát sạn kết, cuội kết màu nâu nhạt, xám trắng loang lổ, các lớp cát kết hạt nhỏ màu gụ nhạt. Tổng chiều dày mặt cắt khoảng 400-450m. 20 Hệ Jura-Hệ Kreta Hệ tầng Đakrông (J3- K1 đr) Trong phạm vi hệ tầng chỉ có thành phần các đá phun trào và tuf. Tất cả các trầm tích lục nguyên màu đỏ đều được liên hệ với hệ tầng A Ngo có tuổi cổ hơn. Diện lộ lớn nhất của hệ tầng chỉ còn lại ở khu Xi Pa, các diện tích khác như La Sam, ngọn Đakrông diện lộ hẹp dưới dạng các thấu kính nhỏ. Thành phần thạch học của hệ tầng bao gồm các đá phun trào andesit dacit, các đá silic núi lửa. Hệ Kreta Hệ tầng Mụ Gia (K mg ) Thuộc phạm vi tỉnh Quảng Trị, hệ tầng Mụ Gia có mặt hai diện tích hẹp ở đoạn làng Miệt. Tổng diện tích lộ trên bình đồ khoảng 7-10km2. Thành phần thạch học bao gồm cuội kết cơ sở màu hồng nhạt, cát kết hạt lớn, cát sạn kết xám tím. Tổng chiều dày trung bình của hệ tầng Mụ gia trong khu vực Quảng Trị khoảng 180m đến 250m. Giới Kainozoi Hệ Neogen Hệ tầng Gio Việt ( N gv ) Hệ tầng Gio Việt phân bố trong đồng bằng Quảng Trị, bị phủ dưới các trầm tích Đệ Tứ. Bề dày trầm tích tăng dần từ rìa đồng bằng ra biển, dao động từ 8m đến 132,2m. Rất có thể, những diện lộ trầm tích sét có màu đỏ ở vùng Hồ Xá hiện nay lộ trên bề mặt địa hình với quy mô khá lớn là một bộ phận của hệ tầng Gio Việt. Mặt cắt đầy đủ gồm hai nhịp trầm tích. Nhịp dưới gồm cát kết chứa cuội, cát kết màu xám chuyển lên sét kết màu xám tro, bị phong hoá thành màu nâu, đỏ gạch, dày 20-40m. Nhịp trên cũng được bắt đầu bởi các lớp hạt thô như cát kết chứa cuội sỏi màu xám vàng, xám trắng loang lổ, chuyển lên sét bột kết màu xám đen, xám vàng loang lổ lẫn nhiều vật chất hữu cơ hoá than. Trầm tích hệ tầng Gio Việt có cấu tạo phân dải, dày 35-45m. Phía Tây của đồng bằng, dưới các tập bazan tuổi Pleistocen sớm chỉ gặp hệ tầng với các tập trầm tích lục nguyên hạt thô như cát sạn sỏi xám vàng. Ngoài ra ở phía nam Làng Miệt các thành tạo Neogen lộ ra một diện tích nhỏ dưới 1km2 kéo dài phương Tây Bắc- Đông Nam, thành phần bao gồm sét 21 màu xám xanh lẫn sạn sỏi. Chúng được liên hệ với hệ tầng Gio Việt trên cơ sở thành phần thạch học, tướng đá. Hệ tầng Cồn Cỏ (N cc) Các tạo Neogen trên đảo Cồn Cỏ được lộ ra teeen các vách mài mòn hoặc trên nền mài mòn cổ (thềm biển) ở độ cao 25-40m, được quan sát tốt nhất tại vùng Bến Nghé và Bến Tranh. Mặt cắt gồm cuội, cát kết tuf, cát sạn kết tuf màu xám vàng nhạt xen vài lớp đá phiến sét chứa bào tử phấn hoa. Theo Nguyễn Địch Dỹ, tập bào tử phấn có tuổi Neogen. Các thành tạo lục nguyên và sét trên bị các bazan Đệ Tứ phủ. Bề dày dự đoán trên 100m. Hệ Đệ Tứ Các thành tạo phun trào bazan (βQ) Theo các tài liệu mới nhất, các thành tạo phun trào bazan thuộc phạm vi tỉnh Quảng Trị được phân làm hai mức QI và QII-III I . Phun trào bazan cổ (βQ1) bao gồm toàn bộ khối bazan Gio Linh, Vĩnh Linh. Khối phun trào bazan Khe Sanh-Làng Bùng có diện lộ 30km2 trên độ cao tuyệt đối 400-550m, chúng phủ lan tràn trên các đá cổ hơn thuộc hệ tầng Khâm Đức, A Vương và trầm tích màu đỏ hệ tầng A Ngo. Chiều dày lớp phủ bazan từ 10m đến 30m. Đá bazan tại đây bị phong hoá mạnh mẽ, tạo vỏ phong hoá dày nhưng không đều. Tại phía Tây Nam thị trấn Khe Sanh vỏ phong hoá phát triển đới laterit mỏng và hẹp. Khối bazan Gio Linh và Vĩnh Linh tuổi Pleitocen sớm phân bố ở phần địa hình thấp. Mặt cắt gồm bazan olivin cấu tạo khối đặc xít xen bazan lỗ hổng màu đen xẫm, xám đen, xám nâu, phần trên bị phong hoá mạnh, nhiều nơi không còn đá bazan tươi. Tại khu vực gần Cửa Tùng, bazan bị các khe nứt nguyên sinh chia cắt tạo các khối hình trụ rất đặc trưng. Bazan có kiến trúc poocfia, nền dolerit, pilotacxit và ofit. Trong một số văn liệu địa chất, các bazan này được xếp vào tuổi Holocen. Phun trào bazan trẻ (β QII-III I). Các đá bazan nằm ở phần vòm của khối Vĩnh Linh, khối Cồn Tiên, khối Đầu Mầu và đảo Cồn Cỏ. Bazan thường có màu xám phớt lục, chủ yếu là bazan olivin có kiến trúc poofia giàu ban tinh plagioclas pyroxene và olivin. Phần trên của mặt cắt thường xuất hiện nhiều đá bazan bọt và 22 bazan lỗ hổng, tỷ trọng nhỏ. Các bazan trẻ này được phân biệt khá rõ với bazan cổ bởi địa hình dạng vòm với các họng phun núi lửa và dòng chảy dung nham còn được bảo tồn. Đá bazan bị phong hoá yếu hoặc tạo vỏ ferosialit với thành phần chủ yếu là ụ màu nâu đỏ. Chúng phủ trực tiếp trên đá gốc trước Kainozoi ( khối Đầu Mầu ) hoặc trên các đá phun trào bazan tuổi cổ ( khối Vĩnh Linh, Cồn Tiên ). Bề dày chung khoảng 20-30m. Khối Tân Lâm phân bố trên diện tích 30km2 tạo dạng địa hình bằng phẳng ít phân cắt. Phần trên mặt của khối bị phong hoá mạnh mẽ tạo ra các loại đất sét màu nâu đỏ, chiều dày 5-10m Thống Pleistocen Phụ thống Pleistocen dưới (QI ) Trầm tích sông (aQI) phân bố ở phần thấp của mặt cắt, phân bố dọc các thung lũng sông cổ ở đông thị xã Quảng Trị, Đông Hà. Mặt cắt được đặc trưng bởi các trầm tích hạt thô, bở rời gồm: cuội, sỏi, sạn, cát lẫn bột màu xám vàng, dày 20- 30m. Chúng phủ bất chỉnh hợp trên các tập hạt mịn tuổi Neogen và bị phủ lại bởi các thành tạo hỗn hợp sông biển tuổi Plestocen giữa. Trầm tích hỗn hợp sông- biển (am QI 2) phân bố ở vùng đồng bằng hạ lưu sông Thạch Hãn, Ô Lâu, hoàn toàn bị phủ bởi các thành tạo trẻ hơn. Mặt cắt gồm cát lẫn bột, sét bột, bột sét màu xám đen, chứa phong phú bào tử phấn hoa đặc trưng cho môi trường cửa sông ven biển. Các trầm tích này chuyển tiếp trên các tập hạt thô nguồn gốc sông cùng tuổi và bị phủ bất chỉnh hợp bởi các thành tạo Pleistocen giưã- muộn. Bề dày trầm tích đạt 10-15m. Phụ thống Plestocen giữa-trên (QII-III) Phân bố khá rộng rãi ở đồng bằng ven biển cũng như dọc theo các thung lũng sông tạo nên các thềm bậc II. Cũng thuộc mức phân vị địa tầng này có mặt các đá bazan của các khối Tân Lâm, một phần các khối Vĩnh Linh, Gio Linh. Trầm tích sông ( a QII-III I ) có thành phần thạch học bao gồm cuội, sỏi, cát và ít bột tạo nên các thềm bậc II cao 20-30m, phân bố dọc các thung lũng sông suối trong vùng núi, và ở phần đỉnh các tam giác châu sông Thạch Hãn, sông cam Lộ. Về phía đông, trầm tích phân bố dọc các lòng sông cổ và bị phủ bởi các thành tạo trẻ hơn. Bề dày trầm tích thay đổi từ 4m đến 40m. Cấu trúc mặt cắt gồm hai phần: 23 phần dưới là cát, cuội, sạn xám xanh, xám vàng đôi khi có cuội lớn ở phần đáy kích thước tới 2-3 cm, cá biệt tới 5-6cm; phần trên là sạn lẫn sét màu xám vàng nhạt, xám nâu nhạt. Tại khu vực đồng bằng ven biển, đây là tầng chứa nước quan trọng . Phụ thống Pleistocen trên, phần thấp ( QIII I ) Trầm tích biển ( mQIII I) là các cồn cát cổ, hiện được nâng cao tạo thề biển 20-30m, cục bộ có nơi tới 45 - 50m phân bố khá rộng rãi ở khu vực Hồ Xá, xung quanh khối bazan Vĩnh Linh. Trầm tích có thành phần tương đối đồng nhất gồm cát thạch anh hạt nhỏ đến trung, màu sắc thay đổi từ xám đen ở dưới đến xám vàng loang lổ đỏ, vàng nghệ, vàng nâu ở phần trên. Đặc điểm độ chọn lọc trung bình, tỷ lệ cấp hạt cát đạt 70 - 80%, còn lại là bột sét, chứa trùng lỗ, đặc trưng cho môi trường biển nông. Các thành tạo này chuyển tiếp trên các trầm tích tướng lòng sông tuổi giữa-muộn và bị phủ bất chỉnh hợp bởi các trầm tích biển tuổi cuối Pleistocen muộn. Bề dày mặt cắt thay đổi từ 10 - 50m. Trầm tích biển vũng vịnh ( ml QIII I ). Các thành tạo biển vũng vịnh tuổi đầu Pleistocen muộn phân bố trên dải đồng bằng thấp từ Hiền Lương đến Thừa Thiên, chúng hoàn toàn bị phủ bởi các trầm tích trẻ hơn. Mặt cắt chung khá đồng nhất, gồm sét bột mịn dẻo xám đen, giàu vật chất hữu cơ và di tích vỏ sò hến. Phần trên của mặt cắt bị phong hoá cho màu vàng nâu loang lổ đỏ. Phụ thống Pleistocen trên, phần cao ( QIII 2 ) Trầm tích sông ( aQIII 2) cấu tạo nên các thềm sông bậc I dọc các thung lũng sông như Thạch Hãn, Cam Lộ, Xe Pon phần trung và thượng lưu. Độ cao thềm từ 8 đến 15m tạo thành các dải chiều rộng từ vài chục mét tới trên 1000m. Phần đồng bằng ven biển, tầng trầm tích này bị chon vùi dưới các trầm tích trẻ hơn. Trầm tích sông biển (amQIII 2) phân bố dọc các thung lũng ở vị trí chuyển tiếp giữa vùng gò đồi và dải đồng bằng ven biển, chúng chuyển tiếp dần về phía đông so với các thành tạo nguồn gốc sông và có diện phân bố rộng hơn so với thành tạo này. Mặt cắt được đặc trưng bởi sự pha trộn giữa cát, bột và sét màu xám đen, phần trên bị phong hoá cho màu xám vàng loang lổ, bề dày thay đổi từ 5-15m. Chúng lộ ra trên mặt ở đồng bằng Cam Lộ, ven phía tây đồng bằng Quảng Trị, Đông Hà. Tại Khu vực đồng bằng Cam Lộ mặt cắt gồm 2 phần. Phần dưới dày 2 -3m, 24 có thành phần cát sạn lẫn bột sét màu xám vàng nhạt. Phần trên dày 4 - 6m gồm sét bột lẫn cát hạt bé màu xám trắng loang lổ Trầm tích biển (m QIII 2 ) cấu tạo nên các bậc thềm cao 8-15m, phân bố khá rộng rãi ở đông nam Triệu Phong, bắc Hải Lăng, đông nam Gio Linh, đông bắc H Xá. Mặt cắt được đặc trưng bởi các tập cát thạch anh màu xám đen, xám trắng. So với đầu thời kỳ Pleistocen muộn, các tập cát này có độ mài tròn, chọn lọc tốt hơn. Tại khu vực đông nam Triệu Phong, cát có màu trắng tinh khiết có thể đạt chỉ tiêu cát thuỷ tinh. Trầm tích biển-vũng vịnh (ml QIII 2) lộ ra trên mặt hẹp ở phía khu vực Hồ Xá và Thanh Sơn. Trên các dải trũng thoải kéo dài phương Tây Bắc- Đông Nam nằm giữa các thành tạo cát vàng đỏ ở bắc Hồ Xá phân bố một kiểu mặt cắt trầm tích tướng vũng vịnh với thành phần gồm bột sét lẫn cát màu xám nâu, xám trắng loang lổ. Trong các trũng thoải cắt vào đá bazan và các tầng đá phiến thường phát triển các thành tạo sét bột, sét caolanh xám xanh, xám trắng loang lổ đỏ. Chiều dày mặt cắt từ 6-8m. Thống Holoxen (QIV) Phụ thống dưới-giữa (QIV 1-2) Trầm tích sông – bãi bồi cao (a QIV 1-2) phân bố dọc theo các đường bờ sông lớn Cam Lộ, Thạch Hãn, Xe Pon. Lớp dưới cùng gồm cuội, dăm, sỏi, đá tảng nằm trên đá phiến hệ tầng A Vương có chứa vàng sa khoáng hàm lượng 2,4g/m3. Lớp giữa gồm cát sạn sét lẫn cuội sỏi vàng nâu dày 1,2m với hàm lượng vàng sa khoáng 0,9g/m3. Lớp trên cùng gồm cát bột lẫn sét sỏi sạn, dày 2,5m. Trầm tích sông biển (am QIV 1-2 ) lộ ra trên diện tích hẹp ở khu vực ven biển, nằm ở phía đông các bãi bồi cao của mỗi thung lũng. Các trầm tích hỗn hợp sông biển gồm các lớp cát lẫn bột sét xen lớp bột sét màu xám đen, xám vàng, cấu tạo nên các bãi bồi cao 4-6m. Về phía đông, các trầm tích bị chon vùi dưới các thành tạo trẻ hơn. Thành phần gồm cát lẫn bột sét màu xám xanh, xám vàng. Phụ thống giữa (QIV 2) Trầm tích biển – vũng vịnh (ml QIV 2) cấu tạo nên bề mặt đồng bằng độ cao 4-6m với địa hình tương đối phẳng hoặc bề mặt đồng bằng hơi trũng ở phần đỉnh 25 tam giác châu các thung lũng sông. Mặt cắt được đặc trưng bởi các lớp bột sét màu xám vàng, xám đen giàu vật chất hữu cơ và di tích vỏ sò hến. Tập trầm tích này tạo nên một nguồn sét gạch ngói có quy mô lớn, bề dày thay đổi từ 5 -8m Trầm tích biển (m QIV 2) gồm cát thạch anh màu xám trắng đến trắng tinh khiết cấu tạo nên thềm biển có độ cao 4 - 6m kéo dài từ nam Cửa Tùng đến Thuận An được thành tạo liên quan đến đợt biển tiến Holoxen trung. Các trầm tích này có độ chọn lọc, mài tròn tốt, bề dày thay đổi từ 10 - 25m. Bề mặt địa hình cấu tạo bởi cát, thời kỳ này còn chịu tác động mạnh của gió, tạo nên các gò đụn cao 10 - 20m, giữa chúng là các dải trũng thoải có tích tụ than bùn. Phụ thống giữa – trên (QIV 2-3 ) Trầm tích sông (a QIV 2-3) cấu tạo nên các bãi bồi cao từ 3 - 4m, phân bố dọc các thung lũng sông suối. Mặt cắt gồm cát cuội sỏi, trên cùng là lớp bột sét lẫn cát màu xám vàng dày 2 - 3m, thường bị ngập trong các mùa mưa lũ. Trầm tích sông biển (am QIV 2-3) thành phần bao gồm cát lẫn bột sét màu xám vàng có tính phân lớp. Lớp dưới gồm cát bột xám đen lẫn vỏ sò ốc dày 6m, lớp trên gồm sét bột màu vàng dày 2m. Trầm tích biển - đầm lầy (mb QIV 2-3) có ý nghĩa quan trọng vì có chứa than bùn, bao gồm các kiểu mặt cắt sau: + Kiểu chứa than bùn khu Trúc Lâm bao gồm 3 lớp. Lớp trên cùng dày 0,3-1,1m, thành phần là cát thạch anh màu xám trắng lẫn rễ cây. Lớp giữa dày 0,2-0,8m, là than bùn màu đen dẻo quánh. Lớp dưới dày 1-3,8m, thành phần là sét pha cát màu đen chuyển sang cát màu vàng. + Mặt cắt khu Xóm Cát – Gio Linh bao gồm 2 lớp. Lớp 1 dày 0-0,4m, thành phần là cát xám trắng. Lớp 2 dày 1,3-4,3m thành phần là than bùn màu đen lẫn sét. + Mặt cắt khu vực Hải Thọ gồm 3 lớp. Lớp 1 gồm cát thạnh anh lẫn mùn thực vật, dày 0,5m. Lớp 2 là sét chứa than và than bùn, dày 0,6-2m. Lớp 3 gồm cát thạch anh màu trắng lẫn sét. Phụ thống Holoxen trên (QIV 3) Phần dưới (QIV 3 1) gồm các trầm tích sông (a QIV 3 1), trầm tích sông - biển (am QIV 3 1), trầm tích biển (m QIV 3 1) 26 Phần trên (aQIV 3 2) gồm các thành tạo lòng sông và bãi cát ven lòng hiện đại (aQIV 3 2) với các điểm cát xây dựng phân bố dọc các thung lũng sông suối. Thành tạo bãi biển hiện đại với các lớp cát thạch anh màu xám vàng chứa inmenit. Các trầm tích Đệ Tứ không phân chia Trầm tích biển – gió Holoxen (mvQIV) tạo nên các dải cồn cát độ cao từ 10m đến 29m dọc đường bờ biển. Thành phần bao gồm cát thạnh anh hạt vừa màu trắng, trắng xám, chiều dày đạt trên 10m. Trầm tích hỗn hợp sông, sườn tích, tàn tích hệ Đệ Tứ (adpQ) phân bố nhiều ở vùng ven sông thuộc đới ven biển. Chúng chiếm các địa hình thoải, bao gồm các tích tụ cát, cuội, dăm, sạn, tảng hỗn độn. 2.1.2. Magma xâm nhập Các thành tạo magma xâm nhập trong vùng khá phổ biến, đặc biệt là sự phong phú các xâm nhập mức tuổi Permi- Trias. Thang magma toàn vùng như sau Xâm nhập trước Cambri Đã được phân chia trong mối liên hệ với thang magma của Nguyễn Xuân Bao, 1994. Các xâm nhập trước Cambri có mối quan hệ gắn bó không gian chặt chẽ với phức hệ biến chất Khâm Đức. Phức hệ Tà Vi (vPR3tv) được mô tả khu vực A Bung đi cùng với hệ tầng Núi Vú. Trên bình đồ, phức hệ Tà Vi hiện diện dưới dạng thấu kính nhỏ, chiều rộng từ 2m đến hơn 100m, kéo dài phương Tây Bắc- Đông Nam từ 100m đến 200m. Chúng xen kẹp và nằm hoàn toàn chỉnh hợp với các đá metamafic của hệ tầng Núi Vú. Thành phần thạch học các đá gồm gabro, gabro amphibolit, amphibolit, đá phiến lục dạng khối. Các đá xẫm màu, màu xanh lục hạt mịn, cấu tạo phiến định hướng, kiến trúc gabro tàn dư, hạt vảy tấm biến tinh. Phức hệ Trà Bồng (δγPR3tb) được diễn đạt theo Nguyễn Xuân Bao (1994) là magma kiềm vôi của giai đoạn PR3 -€ 1 thay vì quan niệm trước đây có tuổi Paleozoi giữa. Ở Quảng Trị, được vẽ vào phức hệ Trà Bồng gồm các thể xâm nhập nhỏ ở khu vực A Bung – A Pey có thành phần plagiogranit, granit, dỉoit đã được Phạm Huy Thông (1998) xếp vào phức hệ Điệng Bông. Ở phía bắc thuộc tờ Làng Miệt phức hệ bao gồm một loạt các khối nhỏ đến lớn nằm trong diện lộ của hệ tầng Tiên An đã 27 được Vũ Mạnh Điển ( 1998) xếp vào phức hệ Trà Bồng với mức tuổi giả thiết là Paleozoi. Phức hệ Chu Lai (γmPR3 -€ 1cl). Xâm nhập phức hệ Chu Lai gồm một khối duy nhất là khối Co Bung- A Doa. Khối được đặt tên theo hai đỉnh núi là Co Bung và A Doa. Thành phần thạch học của khối bao gồm các đá granitogneis, granit biotit dạng gneiss, granit hai mica và các hệ đai mạch aplit, pegmatite. Các đá nhìn chung bị cà nát, milonit hoá, phát triển các cấu tạo gneiss, milonit, kiến trúc tàn dư nửa tự hình rất hiếm gặp, đôi khi gặp kiến trúc dạng nổi ban. Các thành tạo xâm nhập Paleozoi muộn – Mezozoi sớm Phân bố rộng rãi chẳng những ở Quảng Trị mà ở toàn vùng trung Trung bộ. Phức hệ Quế Sơn ( δ-δγ-γP2-T1 qs) có mặt hầu như trong tất cả các tờ bản đồ trừ một số mảnh bản đồ ở phần ven biển. Trên bình đồ chúng tạo nên các khối xâm nhập có kích thước từ dưới 1 km2 đến hàng chục km2. Thành phần thạch học của phức hệ bao gồm các đá phân dị từ diorit, granodiorit đến granit sáng màu. Ngoài ra còn có một hệ đai mạch thành phần phức tạp từ lamprophyre đến aplit granit sáng màu. Theo các đặc điểm thành phần và quan hệ địa chất có thể phân chia ra 3 pha xâm nhập. Pha 1 bao gồm các đá diorit, diorit thạch anh và ít granodỉoit. Pha 2 gồm granodiorit, granit horblen. Pha 3 gồm granit biotit, granit horblen-biotit. Phức hệ Chà Vằn ( va T3cv ) bao gồm các khối lộ nhỏ ở vung Tây Nam, diện tích các khối 1-2 km2. Thành phần thạch học bao gồm gabro, norit, gabronorit. Các đá sẫm màu, bị gneis hoá yếu. Phức hệ Hải Vân ( γaT3hv ) gồm 3 khối kích thước từ 1-2km 2 đến 25km2. Thành phần thạch học bao gồm granit biotit, granit hai mica, đai mạch pegmatit và aplit granit. Các thành tạo xâm nhập Mezozoi muộn – Kainozoi Phức hệ Xi Pa lộ ra một vài khối nhỏ kích thước vài trăm m2 đến 1-2km2 ở Xi Pa, La Sam. Chúng là các thể nhỏ xuyên cắt hay chuyển tiếp với các đá phun trào riolit, daixit vây quanh thuộc hệ tầng Đakrông và xuyên cắt các đá hệ tầng A Ngo. Các vết lộ rõ nhất dọc theo suối chính Xi Pa. Thành phần thạch học bao gồm 28 các đá granit dạng porphyry, granophyr sáng màu. Đá có cấu tạo khối, bị biến chất nhiệt dịch rất mạnh. Phức hệ Măng Xim hiện diện trong vùng dưới dạng các thể xâm nhập kích thước nhỏ dưới 1-2km2. Chúng tập trung chủ yếu ở Hóc Cóc Giang và phía nam thị trấn Khe Sanh. Thành phần thạch học của phức hệ bao gồm các đs tương đối giàu felspat kali 2.1.3.Cấu trúc- Kiến tạo a) Khái quát hoá các đặc điểm địa chất * Phức hệ các thành tạo magma & biến chất móng kết tinh trước Cambri Bao gồm các thành tạo biến chất được liên hệ với phức hệ Khâm Đức ( hệ tầng Núi Vú và hệ tầng Tiên An ), các xâm nhập có thành phần từ gabro, diorit, granodiorit đến granit thuộc các phức hệ Tà Vi, Trà Bồng và Chu Lai. Sự khác biệt thành phần thạch học của phức hệ Khâm Đức vứi các thành tạo hệ tầng A Vương chuẩn là rất rõ ràng sau khi đã loại trừ các hoạt động biến chất động lực milonit và siêu milonit. Chính các hoạt động biến chất động lực quy mô khu vực đã làm lu mờ đi các dấu vết thành phần các hoạt động magma biến chất cổ hơn. * Phức hệ trầm tích lục nguyên ít cacbonat biến chất thấp Paleozoi sớm Các tổ hợp đá tiêu biểu bao gồm quarsit, đá phiến thạch anh sericit, đá phiến clorit- biotit, đá vôi hoa hoá màu xám xanh. * Phức hệ trầm tích lục nguyên, lục nguyên carbonat biến chất thấp phân đới đồng tâm Paleozoi sớm - giữa Các trầm tích hệ tầng Long Đại và Đại Giang được xác định chắc chắn với mức tuổi Ordovic – Silur trên cơ sở sưu tập cổ phong phú. Phức hệ đặc trưng bởi tổ hợp trầm tích lục nguyên ít carbonat dạng flisơ, có tổng bề dày trên 3000m. Tại đây hoàn toàn vắng mặt các phun trào andesit. Hoạt động biến chất phân đới đồng tâm chỉ nhận thấy tại khu vực nếp lồi Động Vàng Vàng nằm trong hai tỉnh Quảng Bình và Quảng Trị. * Phức hệ trầm tích lục nguyên molas mầu đỏ carbonat calci – magie Paleozoi giữa. Hiện diện trong hệ tầng Tân Lâm và hệ tầng Cù Bai với các sưu tập cổ sinh khá chắc chắn.Trầm tích Devon sớm có màu nâu đỏ phổ biến trong toàn vùng. 29 Chúng mở đầu bởi các tập đá hạt thô, mài tròn chọn lọc kém, chuyển lên cao là các đá hạt mịn hơn, sau đó chuyển dần đến các tầng đá carbonat mức tuổi Devon muộn. Về mặt không gian, phức hệ đá đang mô tả phân bố rộng về cả hai phía của đứt gãy Động Phương – Làng Miệt – Tà Long - Huế. Đồng thời chính nó bị các xâm nhập granodiorit mức tuổi Permi – Trias nung nóng gây biến chất tiếp xúc biến chất nhiệt. Toàn bộ phức hệ được thành tạo trong một chu kỳ biển tiến quy mô rộng trong các bồn trầm tích kiểu cổ vũng vịnh giai đoạn đầu, chuyển sang chế độ biển sâu hơn trong các giai đoạn cuối * Phức hệ trầm tích lục nguyên – phun trào andesit kiềm với Permi Chúng được mô tả trong hệ Động Toàn và hệ Cam Lộ với những sưu tập cổ sinh khá chắc chắn. Đặc trưng nhất đó là sự phong phú các phun trào andesitobazan, andesit hypersten đi cùng với các trầm tích cát bột sét và carbonat. Các thành tạo phun trào có khối lượng lớn, bề dày đạt trên, bề dày đạt trên 500-600m thuộc vào các tướng phun trào thực sự, tướng trầm tích phun trào và tướng phun nổ. Quan hệ phủ bất chỉnh hợp hoặc xuyên cắt của phun trào với các thành tạo hệ tầng Long Đại là chắc chắn thông qua nhiều quan sát của nhiều nhà địa cất chia. Về mặt không gian, toàn bộ phức hệ chỉ phân bố trong phần bắc của đới kiến tạo Động Phương – Làng Miệt – Tà Long - Huế. Thuộc tính kiềm vôi của tổ hợp các đá phun trào phân dị từ andesitobazan đến andesitođaxit được xác minh qua nhiều số liệu phân tích hoá và khoáng vật. * Phức hệ granit kiềm vôi Permi - Trias Chúng được mô tả cùng trong phức hệ Quế Sơn, thành phần phân dị từ diorit, granođiorit đến granit sáng màu. Sự gắn bó không gian và thời gian giữa các thành tạo phun trào andesit, granitoit kiềm vôi và các đai biến chất động lực trong khoảng cuối Paleozoi đầu Mezozoi là những di chỉ vật chất xác minh pha chuyển động kiến tạo Indosini trong khu vực nghiên cứu. * Phức hệ trầm tích lục nguyên vụn thô Trias giữa Sự hiểu biết về phức hệ này chưa nhiều. Hiện tại chúng phân bố theo một tuyến phương á đông tây ở phía bắc sông Cam Lộ. Mặt cắt có phần thấp hạt thô chuyển lên cao mịn dần và có chứa một khối lượng nhỏ đá carbonat 30 * Phức hệ trầm tích lục nguyên màu đỏ nghèo carbonat Jura sớm - giữa Những trầm tích màu đỏ phong phú hoá đá định tuổi phân bố về phía nam đứt gỹ Động Phương – Làng Miệt – Tà Long - Huế. Sau khi đã loại trừ các yếu tố kiến tạo trẻ, có thể thấy được một phần hình ảnh của một bồn trũng nội lục tại khu vực Lao Bảo, Khe Sanh, Tà Rụt. Về phía tây, bồn trũng mở rộng về phía nước Lào trên quy mô lớn hơn nhiều. Trên bình đồ hiện tại chúng tạo nên các nếp lõm với các lớp có độ dốc rất nhỏ đến hầu như nằm ngang. Các đặc trưng độ hạt, mầu sắc của đá, các di tích hoá đá động thực vật hiện có cho thấy môi trường trầm tích trong giai đoạn đầu là ven bờ sau đó chuyển sang môi trường vũng vịnh - biển – vũng vịnh trong các giai đoạn giữa và cuối cùng. * Phức hệ các phun trào bazan – andesit – đacit – rioli và á xâm nhập granophyr Mezozoi muộn Phức hệ đất đá này về mặt không gian phát triển theo tuyến Tây Bắc – Đông Nam kéo dài từ A Lưới cho đến Đakrông trùng với đứt gãy cùng tên ở phía tây Quảng Trị- Thừa Thiên - Huế. Sự gắn bó không gian của phức hệ với tuyến đứt gãy phương Tây Bắc – Đông Nam và với các thành tạo trầm tích màu đỏ hệ tầng A Ngo, đặc điểm phân dị thành phần và tướng đá trong nội bộ các khối đá phun trào là những tiêu chí quan trọng để nhận dạng và phân biệt với các phức hệ phun trào andesit cổ hơn - tuổi Permi, nằm về phía bắc đứt gãy Động Phương – Làng Miệt – Tà Long - Huế. Các thành tạo phun trào có thành phần từ bazan hypesten, andesit, đacit đến riolit và một khối lượng đáng kể các á xâm nhập granophyr. Chúng có quan hệ phủ hoặc xuyên cắt các trầm tích biến chất cổ A Vương, Khâm Đức cũng như các đá trầm tích hệ tầng A Ngo. Có thể phân biệt các tướng phun trào thực sự, phun nổ và á phun trào xâm nhập nông * Phức hệ trầm tích lục nguyên vụn Kreta Các tài liệu về phức hệ chưa nhiều. Chúng bao gồm các trầm tích vụn thô cuội, cát sạn phân bố hẹp dạng tuyến sát kề về phía nam với đứt gãy Động Phương – Làng Miệt – Tà Long - Huế tại khu vực Làng Miệt. * Phức hệ granit Kainozoi sớm 31 Các tài liệu về tổ hợp thạch học này trong khu vực chưa thật thuyết phục. Chúng bao gồm các đá monsosienit, granosienit, sienit thạch anh quy mô nhỏ với tổng hàm lượng kiềm đạt trên 8% * Phức hệ trầm tích – phun trào mafic Kainozoi. Bao gồm các thành tạo trầm tích lục nguyên và bazan có tuổi từ Neogen đến Đệ Tứ lấp đầy chủ yếu các hố sụt khu vực đồng bằng ven biển đã được mở ra vào cuối Paleogen – đầu Neogen. Phân biệt các tổ hợp đất đá sau đây + Tổ hợp trầm tích lục nguyên vụn và sét gắn kết yếu tuổi Neogen. Tổng chiều dày đạt trên 130m. Càng ra xa phía biển độ dày trầm tích càng tăng. + Tổ hợp phun trào bazan olivine. Phát triển hai nhịp tương ứng với các mức tuổi phóng xạ hiện có là 1,2 triệu năm và 350000 năm. Có thể liên hệ các phun trào bazan ở đây với hệ tầng Túc Trưng và Xuân Lộc ở khu vực Nam Trung Bộ và Tây Nguyên + Tổ hợp trầm tích vụn bở rời và sét tướng sông, sông- biển, biển- vũng vịnh và biển hệ Đệ Tứ. Với 5 nhịp trầm tích chiều dày cao nhất tại trung tâm đồng bằng đạt trên 80m. Sự hình thành các nhịp trầm tích liên quan với các chu kỳ biển tiến, biển lùi- hệ quả của các pha băng hà khu vực b) Các hệ thống phá huỷ đứt gãy kiến tạo - Hệ thống phương Tây Bắc – Đông Nam - Hệ thống phương Đông Bắc – Tây Nam - Hệ thống phương á kinh tuyến - Hệ thống phương á Đông – Tây Trong 4 hệ thống kể trên, hệ tống Tây Bắc – Đông Nam có quy mô phân bố, cường độ phát triển mạnh mẽ nhất. Hệ thông phương Tây Bắc – Đông Nam phát triển yếu hơn, tuy nhiên có vai trò khống chế các đới quặng nội sinh nhiệt dịch hết sức rõ rệt. Hệ thống kiến tạo đứt gãy phương á kinh tuyến thể hiện yếu, một mặt đóng vai trò khống chế quặng trên quy mô nhỏ, đồng thời chúng cũng tham gia vào các quá trình di chuyển phức tạp hoá các đới quặng trong các pha hoạt động muộn hơn. Hệ thống á vĩ tuyến hiện yếu nhất vai trò của chúng chưa rõ trên bình đồ cấu trúc. Ngoài những hệ thống kiến tạo được quan sát, bộc lộ trên bình đồ, trong khu 32 vực ven biển, các hệ thống phá huỷ thường bị vùi lấp dưới những lớp phủ Đệ Tứ dày. * Hệ thống phá huỷ kiến tạo Động Phương – Làng Miệt – Tà Long - Huế và các đới biến dạng dẻo dẻo đồng sinh Đây là một bộ phận quan trọng của hệ thống phá huỷ kiến tạo quy mô lớn bắt đầu từ khu vực ven biển Huế, Đà Nẵng theo hướng á vĩ tuyến và Tây Bắc – Đông Nam đến khu vực biên giới Việt Lào, tiếp tục theo phương Tây Bắc – Đông Nam đến vùng Thà Khẹt. Song song cùng phương với nó là hàng loạt các đứt gãy quy mô nhỏ hơn, kéo dài không lớn, đồng thời bị các đứt gãy phương Bắc – Nam trẻ hơn làm dịch chuyển chia cắt. Phân tích tổng hợp các tài liệu trong khu vực Quảng Trị cho thấy đứt gãy chính phát triển từ khu vực Động Phương qua làng Miệt – Tà Long theo hướng Đông Nam, tiếp tục duy trì hướng đông nam đến khu vực Văn Xá thuộc tỉnh Thừa Thiên Huế. Đồng sinh với đứt gãy bao gồm các đới biến chất động lực bị chon vùi đồng sinh đạt trình độ milonit quy mô lớn phát triển trên các đá biến chất phức hệ Khâm Đức, hệ tầng A Vương, trầm tích hệ tầng Long Đại, hệ tầng Tân Lâm – Cù Bai, grantioit phức hệ Quế Sơn. Mặt cắt cầu Rào Quán có các đá phiến kết tinh và gneis bị biến chất ép phiến phát triển thành các đá phiến thạch anh – sericit, đá phiến thạch anh – clorit. Chiều dày của đới đá phiến milonit trên 500m. Tiếp theo, trên đoạn dọc sông các đá granit – biotit phức hệ Quế Sơn bị gneiss hoá phương 1100 với kiến trúc ban biến tinh cà nát độc đáo. Đứt gãy A Pong – Balê – Xi Pa – Pa Nang có chiều dài trên 40 km và đứt gãy La Sam - Đường 14 cắt qua các thành tạo phun trào hệ tầng Đakrong tạo nên các đới biến chất động lực, chồng lên trên các đới biến chất trao đổi propylit hoá – berisit hoá có nhiều khoáng vật đa kim và vàng. Đứt gãy Mò O - Triệu Nguyên – Đá Bạc kéo dài trên 50 km trong phần đất liền và bị che phủ dưới trầm tích Đệ Tứ ở vùng đồng bằng ven biển. Cũng tại khu vực này phát triển nhiều đai mạch lamprophyre và các đai mạch thạch anh sunlphur có chứa vàng. 33 Nhìn tổng thể, hệ thống kiến tạo Động Phương – Làng Miệt – Tà Long - Huế có quy mô rất lớn, biên độ ảnh hưởng mạnh mẽ nhất của chúng theo dấu hiệu địa chất vào khoảng 20 km chiều rộng theo phương Tây Bắc – Đông Nam. *Các phá huỷ kiến tạo phương Đông Bắc – Tây Nam Phát triển chủ yếu trong khu vực phía bắc đới kiến tạo Động Phương – Làng Miệt – Tà Long - Huế dưới dạng những cánh gà hoặc xương cá. Các đứt gãy chính có thể nêu tên bao gồm Trầm Thượng – Tích Tường (sông Thạch Hãn), sông Ái Tử, Khe Cát, sông Quảng Trị, sông Lai Phước, sông Hiếu, Khe Xa Bài – Tân Lâm – Cam Lộ, sông Bến Hải và Hướng Lập – Vĩnh Chấp. Tính chất chung của hệ thống đứt gãy này là quy mô không lớn, kéo dài vài km đến vài chục km, thường ngắt quãng và phân nhánh. Các hoạt động biến chất động lực liên quan có quy mô nhỏ với chiều rộng thường từ vài mét đến vài trăm mét, đi với các biến dạng don và dẻo * Đứt gãy phương á kinh tuyến Những đứt gãy tiêu biểu nhất là Rào Thanh (phần thượng nguồn sông Bến Hải), đứt gãy Cam Tuyền – Đông Hà. Đứt gãy Rào Thanh có chiều dài khoảng 30 km cắt qua các đá hệ tầng Long Đại. Dọc theo nó có những thể nhỏ đá lamprophyre hoặc andesit dạng porphyry, các đới kataclasit và dăm kết kiến tạo cũng như các đới biến chất nhiệt dịch sulphur hoá giàu đa kim. Đứt gãy Cam Tuyền – Đông Hà theo đoạn sông Cam Lộ chiều dài khoảng 20km bị vùi lấp dưới trầm tích hệ Đệ Tứ. 2.2. Đặc điểm địa chất thuỷ văn Dựa vào thành taọ địa chất, thành phần thạch học, tính thấm, độ giàu nước…có thề chia khu vực nghiên cứu ra thành các tầng chứa nước sau: Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích bở rời đa nguồn gốc Holoxen Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích nguồn gốc sông Pleistoxen Tầng chứa nước lỗ hổng – khe nứt các thành tạo phun trào bazan Neogen - Đệ Tứ Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Neogen Đới chứa nước khe nứt các trầm tích Ocdovic – Silua 34 2.2.1. Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích bở rời đa nguồn gốc Holocen Nước dưới đất tồn tại trong các trầm tích bở rời Holocen, bao gồm các thành tạo trầm tích đa nguồn gốc (mQ2, a Q2, am Q2, ml Q2, mv Q2) phân bố rộng rãi, phủ tràn trên bề mặt và chiếm phần lớn diện lộ đồng bằng đồng bằng, đồng bằng ven biển Quảng Trị. Trên bình đồ có thể nhận thấy các trầm tích bở rời đa nguồn gốc Holocen phân bố thành hai vùng rõ rệt: Vùng I dọc bờ biển Quảng Trị phân bố rộng rãi các trầm tích cát hạt thô nguồn gốc biển, gió biển (m Q2, mv Q). Đó là các dải cát, đụn cát thạch anh màu xám trắng đến trắng tinh khiết kết cấu rời rạc có độ chọn lọc và mài tròn tốt tạo thành hai dải lớn. Dải phía Bắc bắt đầu từ ranh giới tỉnh Quảng Bình cho đến khu Đồng Luật (Vĩnh Thái). Dải phía Nam từ Cửa Tùng chạy dài theo hướng Tây Bắc- Đông Nam cho đến tiếp giáp với tỉnh Thừa Thiên - Huế. Chiều rộng của các dải cát thay đổi trong phạm vi rộng từ 2 - 3 km đến 6 - 7 km, bề dày thay đổi từ 10 đến 30m. Bề mặt địa hình chịu tác động mạnh của gió, tạo nên các gò đụn cát cao 10 - 20 m, giữa chúng là các trũng có tính tụ than bùn. Vùng II dọc theo các con sông và thung lũng sông lớn và phân bố chủ yếu là các trầm tích hạt mịn nguồn gốc sông, sông hồ, sông biển hỗn hợp. Thành phần bao gồm cát lẫn bột xét màu xám vàng và có tính phân lớp. Lớp dưới là cát bột xám đen lẫn vỏ sò ốc, lớp trên cùng là sét bột màu vàng. Quy mô phân bố tương đối hẹp, dọc theo hai bên Quốc lộ 1A, chiều dày không lớn thường từ 10 đến 20 m. Cột địa tầng lỗ khoan cấp nước tại Triệu Phước năm 2000 là một ví dụ tiêu biểu, từ trên xuống dưới có các tập sau đây. - Từ 0 đến 2,5 m: sét pha màu nâu, càng xuống sâu lượng cát càng tăng. - Từ 2,5 đến 12 m: cát hạt nhỏ chứa ít sét màu xám trắng có chứa các vỏ sò, vỏ hến lẫn mica. - Từ 12 đến 18 m: cát hạt nhỏ sạch rất ít sét. Tổng diện tích tầng chứa nước này lộ ra khoảng 691,88 km2, chiếm 64,8% 35 diện tích của đồng bằng. Chiều sâu mực nước tĩnh từ 0,1 đến 1,6 m. Theo tài liệu hút nước thí nghiệm trong tầng chứa nước Holocen tại các lỗ khoan trên khắp đồng bằng cho thấy mức độ chứa nước thay đổi từ nghèo ở phía Nam đồng bằng (Hải Lăng), đến trung bình ở phía Bắc (Hồ Xá, Gio Linh) và giàu ở trung tâm của đồng bằng (Cửa Việt, Đông Hà, Triệu Phong) có tỷ lưu lượng đơn vị q từ 1,08 đến 2,11 l/sm (bảng 2.1). Bảng 2.1. Bảng tổng hợp kết quả hút nước thí nghiệm trong tầng chứa nước Holocen TT Số hiệu lỗ khoan Chiều sâu LK (m) MNT (m) Lưu lượng Q (l/s) Tỷ lưu lượng q (l/s/m) Hệ số thấm K (m/ng) Vùng Đông Hà 1 LK421 21,9 0,1 4,10 1,84 3,41 Vùng Tây Đông Hà 2 LK904 - - 1,77 1,08 16,31 Vùng Cửa Việt 3 LK CV 1 27 1,22 1,20 1,03 - 4 LK CV 2 27 1,21 1,50 1,41 - 5 LK CV 3 27 0,49 3,80 2,11 - Lỗ khoan trong đề án vùng Hải Lăng 6 LK II B 15 0,45 0,33 - - 7 LK III B 20 0,45 0,55 - - 8 LK IV B 15 1,60 1,00 - - 9 LK V B 18 1,40 1,20 - - 10 LK VI B 17 1,50 1,20 - - 11 LK VII B 9 1,20 1,00 - - 12 LK 14 18 1,30 1,50 - - 13 LK 01 18 1,20 1,00 - - Theo kết quả phân tích hoá mẫu nước cho thấy nước dưới đất trong tầng 36 chứa nước này phần lớn là nước nhạt có chất lượng tốt đáp ứng tiêu chuẩn sử dụng nước cho mục đích ăn uống và sinh hoạt. Ngoại trừ một số vùng gần sông Thạch Hãn như một phần của các xã Triệu Hoà, Triệu Phước, Triệu Độ huyện Triệu Phong nước đã bị nhiễn mặn, độ tổng khoáng hoá M > 1000 mg/l, một số vùng khác cũng đang có dấu hiệu nhiễm mặn như Cửa Tùng, xã Vĩnh Giang huyện Vĩnh Linh, xã Triệu Trung, Triệu Tài huyện Triệu Phong và xã Hải Hoà huyện Hải Lăng có độ tổng khoáng hoá từ 500 đến 1000 mg/l. Loại hình hoá học của nước là bicacbonat natri, vùng nước mặn có loại hình clorua natri. Hàm lượng nitơ (N03 + N02 + NH4 +) và tổng sắt ở một số vùng đang có dấu hiệu tăng cao như một số dải nước nhỏ thuộc địa phận các xã Hải Hoà, Hải Thọ, Hải Ba, Hải Quế huyện Hải Lăng; xã Triệu Hòa, Triệu Phước huyện Triệu Phong có hàm lượng nitơ từ 10 đến 20 mg/l và lớn hơn, giá trị tổng sắt thay đổi từ 1,0 đến 5 mg/l. Đây là tầng chứa nước không áp, nguồn cung cấp cho tầng chứa nước chủ yếu là nước mưa, có thể một phần đáng kể là nước ngưng tụ. Nước có thể thấm xuống cung cấp cho các tầng chứa nước nằm bên dưới hoặc thoát ra các thung lũng thấp hoặc các chân cồn cát dọc theo bờ biển. Động thái của tầng chứa nước biến đổi theo mùa, nhưng biên độ dao động không lớn. Mùa mưa nước trong các cồn cát hầu như tràn trên mặt đất, mùa khô mực nước nằm cách mặt đất khoảng từ 0,5 đến 1,6 m. 2.2.2. Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích nguồn gốc sông Pleistocen Trong vùng đồng bằng ven biển, tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích bở rời Pleistocen bao gồm các thành tạo có nguồn gốc sông (aQ1 1-3). Tầng chứa nước này có diện phân bố rộng khắp vùng, về cơ bản chúng bị phủ bởi tầng chứa nước Holocen và chỉ lộ ra thành các dải dọc theo thung lũng sông Bến Hải, Thạch Hãn, Cam Lộ và sông Bến Xe. Tổng diện lộ của tầng chứa nước này vào khoảng 190,27 km2, chiếm 17,82% diện tích của đồng bằng. Phần phía Bắc sông Thạch Hãn tầng chứa nước phân bố dưới các trầm tích Holocen, phần lộ ra trên mặt chủ yếu là các thành tạo nguồn gốc biển (mQ1 3) phân 37 bố ở phía Bắc- Tây Bắc huyện Vĩnh Linh thành các dải lớn, phía Tây Nam huyện Gio Linh có diện phân bố hẹp tạo thành các dải nhỏ bề rộng khoảng 1 - 2 km. Tổng diện lộ của phần này khoảng 80,42 km2. Mặt cắt tiêu biểu được nghiên cứu qua các lỗ khoan 604, 608 và 610 (vùng Hồ Xá). Đất đá phần trên là sét, sét cát màu nâu tạo thành những dải mỏng, phần giữa là cát thạch anh màu vàng, vàng nâu, xám trắng độ hạt từ trung bình đến thô. Phần dưới là cát sét, sét cát màu vàng loang lổ tạo thành các dải mỏng. Phần phía Nam sông Thạch Hãn tầng chứa nước có quy mô lớn hơn. Ngoài các thành tạo hạt mịn nguồn gốc biển lộ ra ở phía Tây Quốc lộ 1A còn có diện lộ của các thành tạo nguồn gốc sông, sông biển hỗn hợp (amQ1 2-3) có khả năng chứa nước tốt nhất. Diện tích lộ ra khoảng 109,85 km2. Thành phần đất đá chứa nước là cát cuội sỏi lẫn sét có kích thước hạt tăng dần theo chiều sâu và giảm dần theo chiều từ Quốc lộ 1A ra biển. Phần trên lát cắt là sét, sét cát, phần giữa là cát và cuội sỏi, phần dưới là cuội sỏi lẫn cát. Chiều dày của tầng chứa nước thay đổi theo có quy luật trong khoảng từ 28 - 38m, trung bình là 32m. Nếu theo mặt cắt giữa trung tâm đồng bằng từ Bắc vào Nam thì dày nhất trong khoảng từ sông Cánh Hòm đến sông Vĩnh Diện và phía giáp giới với tỉnh Thừa Thiên - Huế. Phía Bắc có chiều dày mỏng hơn. Đây là tầng chứa nước có áp, áp lực trên mái thay đổi từ 14,25 m (QT1) đến 43,3 m (QT13), trung bình là 31,0 m. Chiều sâu mực nước tĩnh thay đổi từ 0,2 - 17,65 m, có nơi nước tràn trên mặt đất tới +0,1 m (vùng Gio Linh, Đông Hà). Đặc biệt ngày 12/7/2002 trong quá trình thi công lỗ khoan tại Triệu Đại thuộc chương trình EMW do đoàn 708 thực hiện đến độ sâu 54 mét nước phun lên mặt đất đến 10 - 15m. Kết quả hút nước thí nghiệm tại các lỗ khoan (bảng 2.2) cho thấy đây là tầng chứa nước có mức độ chứa nước thay đổi từ trung bình đến giàu. Trong tổng số 23 lỗ khoan nghiên cứu có 16 lỗ khoan (69,5%) cho tỷ lưu lượng từ 1 đến 7 l/sm tập trung ở khu trung tâm của đồng bằng bao gồm các huyện Gio Linh, Triệu Phong, Cam Lộ và thị xã Đông Hà. Có 2 lỗ khoan cho tỷ lưu lượng q từ 0,5 đến 0,1 l/sm tập trung ở Đông Nam 38 huyện Vĩnh Linh. Có 5 lỗ khoan (21,7%) cho tỷ lưu lượng q từ 0,1 đến 0,5 l/sm. Phía Nam đồng bằng (vùng Hải Lăng) khá giàu nước, kết quả hút nước tại các lỗ khoan cho lưu lượng từ 1,1 đến 1,8 l/s (xem bảng dưới). Phần lớn nước dưới đất tồn tại trong tầng chứa nước Pleistocen có chất lượng tốt, nước nhạt có độ tổng khoáng hoá M < 500 mg/l, loại hình hoá học của nước chủ yếu là bicacbonat natri. Trong tầng chứa nước này còn tồn tại một dải nước mặn lớn ở đoạn cuối của sông Thạch Hãn bao gồm một phần các xã Gio Hải, Gio Việt, Gio Quang huyện Gio Linh, xã Triệu An, Triệu Phước, Triệu Vân, Triệu Đài, Triệu Thuận huyện Triệu Phong và Đông Bắc thị xã Đông Hà. Một vài dải nước nhỏ khác thuộc các xã Hải Vĩnh, Hải Ba, Hải An, Hải Hoà, Hải Xuân huyện Hải Lăng. Vùng Cửa Tùng cũng đang có nguy cơ bị nhiễm mặn (500 < M < 1000 mg/l). Tại đây có các lớp sét, sét bột nguồn gốc hồ, đầm lầy cách nước. Lớp sét bột này có nơi phân bố liên tục trên mái tầng chứa nước tạo cho tầng chứa nước có áp lực lớn. Chiều dày lớp sét thay đổi từ một vài mét đến hàng chục mét. Bảng 2.2. Kết quả hút nước thí nghiệm trong tầng chứa nước Pleistocen TT Số hiệu LK Chiều dày (m) MNT (m) Q (l/s) q (l/sm) M (g/l) Vùng Hồ Xá 1 LK 604 65,3 1,50 7,425 0,124 0,200 2 LK 608 22,5 0,50 1,590 0,469 0,125 3 LK 610 - 1,0 4,300 0,835 0,210 Vùng Gio Linh 4 Q 60 - - 0,06 0,12 - 5 Q86 - - 0,06 0,1 - 6 Q117 - - 0,073 0,15 - 7 QT 14 30,5 0,60 26,61 4,65 0,12 39 TT Số hiệu LK Chiều dày (m) MNT (m) Q (l/s) q (l/sm) M (g/l) 8 QT 1 28,0 14,7 5,01 0,81 0,08 9 QT 3 34,2 7,0 9,55 2,10 0,09 10 QT 9 32,9 3,6 16,1 1,1 0,1 11 QT 12 30,7 3,6 16 2,76 - 12 QT 13 38,0 1,3 16,81 1,63 0,1 13 QT 15 33,5 17,65 17,65 1,48 0,09 Vùng Đông Hà 14 LK404 38,10 +0,5 11,72 2,93 0,13 15 LK405 18,50 +1,0 19,42 23,88 0,24 16 LK413 38,9 3,1 8,31 5,94 0,23 17 LK415 27,5 0,4 15,36 4,80 1,87 18 LK431 17,80 0,3 19,02 7,26 1,21 19 LK410 37,80 0,8 23,02 7,68 0,98 20 LK424 62,5 2,10 13,95 3,81 0,34 21 LK429 21,6 1,76 8,27 5,82 1,28 22 LK433 47,0 1,70 12,45 2,83 0,32 Vùng Tây Đông Hà Các lỗ khoan thuộc đề án vùng Hải Lăng - Triệu Phong 23 LK908 38 5,50 3,72 2,28 0,114 24 LK II A 15 +0,45 1,21 - 0,504 25 LK III A >12 +0,20 1,10 - 0,967 26 LK IV A >4,0 1,60 1,40 - 1,325 27 LK V A >12 1,10 1,20 - 0,834 28 LK VI A >4,5 1,20 1,80 - 2,796 29 LK VII A >14 1,20 1,80 - 0,268 Miền cung cấp nước cho tầng chứa nước này là phần tầng chứa nước lộ trên 40 mặt ở phía Tây vùng nghiên cứu, từ đây nước mưa có thể cung cấp trực tiếp cho tầng chứa nước, hoặc ngấm qua tầng chứa nước qh ở phía trên. Nước vận động theo hướng Tây Bắc - Đông Nam với vận tốc 28,8 m/ng (theo tài liệu đo nạp điện lỗ khoan QT 13 ở Gio Linh). Miền thoát có thể dọc theo sông Cam Lộ, sông Thạch Hãn, sông Bến Hải. Động thái mực nước thay đổi theo mùa, thường từ 1,0 - 8,2 m (theo tài liệu của trạm quan trắc GL 32). 2.2.3. Tầng chứa nước lỗ hổng - khe nứt, các thành tạo phun trào Bazan Neogen - Đệ Tứ Trong vùng đồng bằng đồng bằng, đồng bằng ven biển Quảng Trị, tầng chứa nước này phân bố thành hai khối lớn. Khối thứ nhất ở phía Bắc sông Thạch Hãn thuộc một phần địa phận các xã Gio Phong, Gio Bình, Gio An, Gio Sơn huyện Gio Linh với diện tích lộ ra khoảng 79 km2. Khối Bazan thứ hai có diện tích khoảng 100 km2 chiếm 9,3% diện tích đồng bằng phân bố ở đồng bằng, đồng bằng ven biển phía Bắc Cửa Tùng thuộc một phần của các xã Vĩnh Kim, Vĩnh Hoà, Vĩnh Quang và Vĩnh Giang huyện Vĩnh Linh. Ngoài ra đảo Cồn Cỏ thuộc tỉnh Quảng Trị cũng là một khối Bazan nhỏ có diện tích 2,5 km2. Như vậy tổng diện lộ của tầng chứa nước Bazan trong vùng đồng bằng đồng bằng, đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Trị là 179 km2, chiếm 16,76% diện tích của đồng bằng. Trên bản đồ địa hình các thành tạo Bazan có độ cao tuyệt đối từ 10 - 16 m, chiều dày lớn nhất khoảng 80 - 100 m. Kết quả tài liệu khoan và các giếng đào cho thấy phần trên của khối đá Bazan đã bị phong hoá thành sét màu nâu đỏ. Phần giữa bị phong hoá dở dang, phần dưới là Bazan đặc xít màu xám đen. Chiều dày của tầng có xu hướng mỏng dần từ Tây sang Đông. Kết quả hút nước thí nghiệm ở các lỗ khoan (xem bảng 2.3) cho thấy tầng chứa nước khá phong phú, mức độ chứa nước thay đổi từ giàu ở trung tâm, ở ven rìa của khối Bazan thì nghèo nước. Mức độ chứa nước cũng giảm dần từ trên xuống dưới. Tỷ lưu lượng thay đổi từ 0,003 l/sm (LK912) đến 0,404 l/sm (LK901). 41 Bảng 2.3. Kết quả hút nước thí nghiệm trong tầng chứa nước Bazan TT Số hiệu lỗ khoan Chiều sâu lỗ khoan (m) Chiều dày (m) MNT (m) Q (l/s) q (l/sm) M (g/l) 1 LK401 45,0 20,9 2,0 0,93 0,13 - 2 LK910 65,0 79,0 12,0 2,16 0,24 0,107 3 LK911 62,0 59,0 17,54 3,84 0,57 0,20 4 LK912 62,0 37,6 12,0 0,08 0,003 - 5 LK901 85,0 81,2 2,08 2,32 0,404 0,10 6 LK902 30,0 19,0 4,48 0,34 0,27 0,33 Nước dưới đất trong tầng chứa nước lỗ hổng - khe nứt các thành tạo phun trào Bazan có chất lượng tốt, không bị nhiễm mặn, độ tổng khoáng của nước nhỏ hơn 0,5 g/l. Nước có loại hình bicacbonat - clorua natri. Đây là tầng chứa nước không áp, được nước mưa cung cấp trực tiếp và thấm xuống cung cấp cho các tầng chứa nước bên dưới. Các tài liệu quan trắc trong vùng cho biết biên độ dao động mực nước theo mùa từ 2,1 - 6,1 m. 2.2.4. Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Neogen Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Neogen có diện phân bố khá rộng nhưng hầu hết bị che phủ và có quan hệ thuỷ lực chặt chẽ với tầng chứa nước Pleistocen phân bố ở phía trên. Nhiều nơi khó tách biệt hai tầng. Trên mặt cắt ĐCTV dọc đồng bằng ven biển, tầng chứa nước này có xu hướng mỏng dần ở hai phía Bắc và Nam, còn ở trung tâm của đồng bằng thì có chiều dày lớn hơn. Chiều dày trung bình 43,5m. Độ sâu phân bố của đáy tầng từ 92,8 m (LK2QT) đến 132,2 m (LK2BQT). Thành phần thạch học của tầng chứa nước từ trên xuống dưới bao gồm sét lẫn cát và sỏi nhỏ tiếp đến là cuội sỏi màu xám trắng, lẫn cát thạch anh có kết cấu rời rạc, bên dưới là sét kết, cát kết, cuội sạn kết nứt nẻ gắn kết yếu. Kết quả hút nước thí nghiệm tại các lỗ khoan cho thấy tầng chứa nước rất 42 giàu nước. Tỷ lưu lượng lỗ khoan thay đổi từ 2,38 - 7,68 l/sm, trung bình là 4,08 l/sm. Hệ số thấm trung bình là 12,61 m/ng (xem bảng 2.4). Các mẫu phân tích hoá học và vi trùng cho thấy nước có chất lượng tốt, độ tổng khoáng hoá từ 0,03 - 0,176 g/l, các nguyên tố độc hại không có, nước không bị nhiễm bẩn, không có vi trùng gây bệnh. Nước có loại hình hoá học là bicacbonat - clorua natri hoặc bicacbonat canxi - magiê. Đây là tầng chứa nước có áp, mực nước tĩnh cách mặt đất từ 0,8 m (LK420) đến 3,5 m (LK432), trung bình là 1,48 m. Nguồn cung cấp nước cho tầng chủ yếu là từ phía trên ngấm xuống qua các cửa sổ ĐCTV. Miền thoát là các hệ thống sông Bến Hải, sông La Lung và có thể thoát trực tiếp ra biển. Tại vùng Hồ Xá, các tầng chứa nước Neogen nằm dưới lớp phủ tuổi Pleistocen mỏng, hoặc dưới tập phun trào Bazan Vĩnh Linh (bảng 2.5). Đất đá chứa nước là cát sạn lẫn bột sét màu vàng nâu loang lổ, thấu kính hoặc lớp mỏng bột sét lẫn vật chất than màu xám đen. Đây là tầng chứa nước quan trọng của đồng bằng Bắc Quảng Trị. Bảng 2.4. Kết quả hút nước thí nghiệm trong tầng chứa nước Neogen (m) vùng Gio Linh – Hải Lăng STT SHLK Chiều sâu(m) Chiều dày (m) MNT (m) Q (l/s) S (m) q (l/sm) K (m/ng) M (g/l) 1 LK410 120 37,8 0,8 23,02 3,0 7,68 13,67 0,14 2 LK432 115,0 53,8 3,5 13,35 5,61 2,38 8,06 0,04 3 LK424 160 68,4 2,1 13,95 3,66 3,81 11,05 0,06 4 LK429 95 - 1,76 8,26 1,42 5,8 3,68 0,04 5 LK433 102 47,0 1,7 12,09 4,4 2,83 7,89 0,03 6 LK602 60,8 - 1,00 14,38 4,66 3,09 6,22 0,118 7 LK603 58,2 10,5 1,00 9,73 2,64 3,68 37,69 0,176 TB - 43,5 1,48 - - 4,08 12,61 - 43 Bảng 2.5. Kết quả hút nước thí nghiệm trong tầng chứa nước Neogen vùng Hồ Xá TT Số hiệu lỗ khoan Chiều sâu LK (m) MNT (m) Lưu lượng Q (l/s) Tỷ lưu lượng q (l/s/m) Hệ số thấm K (m/ng) 1 LK604 64,20 1,50 4,25 6,60 0,47 2 LK605 55,1 0,0 20 7,78 - 3 LK607 - - - - 1,93 2.2.5. Đới chứa nước khe nứt trong các thành tạo Odovic - Silua Trong vùng đồng bằng ven biển, đới chứa nước này phân bố trên toàn bộ diện tích đồng bằng và chìm sâu dưới mặt đất. Chiều sâu gặp mái tầng ở khoảng độ từ 10 m đến 132,2 m. Phần có diện lộ phân bố với quy mô rất lớn ở phía Bắc và Đông Nam tỉnh Quảng Trị (vùng gò đồi và núi). Đất đá chứa nước là cát kết, sét kết, bột kết, đá vôi, sét vôi nứt nẻ, khe nứt có chiều rộng từ 0,2 đến 1 mm. Đá có màu xám vàng xám tro, xám xanh, có thế nằm không ổn định. Kết quả hút nước thí nghiệm từ các lỗ khoan cho thấy, đới chứa nước các trầm tích Oclovic - Silua (O1 - S1 ld) có mức độ chứa nước phong phú và không đồng nhất. Tỷ lưu lượng thay đổi từ 0,01 l/s.m (LK903) đến 1,88 l/s.m (LK428), hệ số thấm thay đổi từ 0,67 m/ng đến 5,95 m/ng (bảng 2.6) . Nước có chất lượng tốt, độ tổng khoáng hoá từ 0,12 g/l đến 0,35 g/l. Loại hình hoá học của nước thuộc loại bicacbonat natri - magiê - canxi hoặc clorua - bicacbonat natri.Nguồn cung cấp nước cho tầng chủ yếu là nước mưa ngấm xuống tại phần lộ trên mặt. Miền thoát là các thung lũng thấp, các suối xuyên cắt trong vùng. Mực nước dao động theo mùa. Về mùa mưa mực nước nằm cách mặt đất 0,1 - 1,2 m, có nơi tràn qua miệng lỗ khoan. Mùa khô mực nước hạ thấp, chiều sâu mực nước từ 1,3 đến 8,5 m. 44 Bảng 2.6. Kết quả hút nước thí nghiệm trong đới chứa nước Oclovic - Silua TT SHLK Chiều sâu bắt gặp (m) Chiều sâu lỗ khoan m MNT (m) Q (l/s) S (m) q (l/sm) K (m/ng) M (g/l) 1 LK403 35,4 70 1,85 4,77 7,33 0,65 1,84 0,35 2 LK406 65,1 70 1,0 5,09 6,53 0,78 5,95 0,25 3 LK409 10,0 80 1,85 3,53 10,85 0,33 0,67 0,22 4 LK428 8,5 60 0,45 10,49 5,57 1,88 3,68 0,27 5 LK414 42,7 73 0,8 1,27 19,7 0,06 - - 6 LK601 18,0 80 - 1,20 12,69 0,09 0,98 0,334 7 LK402 23,9 70 1,5 3,50 0,5 0,6 - 0,12 8 LK408 18,0 63 0,90 9,73 6,68 1,45 - 0,16 9 LK411 20,5 32 1,40 0,96 5,00 0,19 - - 10 Lk909 11,0 69 8,51 1,30 11,1 0,12 - 0,12 11 LK903 0,5 80 1,07 0,4 23,61 0,01 - 0,34 45 CHƯƠNG 3 ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT MIỀN ĐỒNG BẰNG TỈNH QUẢNG TRỊ 3.1. Tổng quan các phương pháp đánh giá trữ lượng nước dưới đất Nước dưới đất là một khoáng sản có ích, cần được khai thác sử dụng hợp lý về mặt kinh tế, bảo đảm không bị nhiễm bẩn và cạn kiệt và phải giữ được điều kiện sinh th ái ở một mức độ nhất định. Khác với các loại khoáng sản khác, khai thác đến đâu là h ết đến đó (ví dụ than, quặng…), nước dưới đất khi khai thác có thể phục hồi trữ lượng. Để thể hiện tiềm năng nước dưới đất, sử dụng khái niệm trữ lượng khai thác tiềm năng – đó là lượng nước dưới đất có thể khai thác được từ tầng chứa nước bằng chế độ khai thác hợp lý về mặt kinh tế kỹ thuật, đảm bảo cân bằng sinh thái và phát triển lâu bền. Trữ lượng khai thác tiềm năng của nước dưới đất được hình thành từ các nguồn sau: QKTTN = QDTN +  QTTN + QBS QDTN : trữ lượng động tự nhiên, hay là nguồn bổ sung tự nhiên cho tầng chứa nước ( m3/ng ) QTTN : trữ lượng tĩnh tự nhiên tồn tại trong lỗ hổng, khe nứt của tầng chứa nước ( m3/ng )  : hệ số xâm phạm trữ lượng tĩnh. Để phục vụ khai thác ổn định, lâu dài thường cho phép lấy  = 0,3. QBS : trữ lượng bổ sung (trữ lượng cuốn theo), là lượng nước bổ sung khi hình thành phễu hạ thấp mực nước xung quanh công trình khai thác 46 Tuy nhiên, tính toán theo công thức này mặc dầu cho kết quả tổng quát và đầy đủ nhất nhưng lại đòi hỏi sự chi tiết của các số liệu quan trắc, cần thể hiện được không chỉ thể tích chứa nước tĩnh, sự dao động của mực nước theo thời gian mà còn yêu cầu các số liệu về độ thấm, hệ số nhả nước đàn hồi, hệ số nhả nước trọng lực cho tất cả các tầng đất đá và sự phân bố của nó theo không gian. Hiện nay trên địa bàn miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị, do công tác điều tra địa chất thủy văn tìm kiếm và thăm dò nước dưới đất còn rất hạn chế, đến nay mới chỉ có các phương án thăm dò và tìm kiếm nước dưới đất ở Hồ Xá, Đông Hà và Gio Linh (Liên đoàn Địa chất Thủy văn và Địa chất Công trình miền Trung) cùng với một số tài liệu lỗ khoan thăm dò trong dự án Tài nguyên nước dưới đất của Đoàn Văn Cánh và Lê Tiến Dũng [2], vì vậy việc tính toán theo công thức trên đây gặp rất nhiều khó khăn. Trữ lượng nước dưới đất của một khu vực nào đó cũng có thể được tính toán dựa trên phương trình cân bằng nước, tức là trữ lượng khai thác được tính trên cơ sở lượng nước bổ cập và cho phép vi phạm một phần trữ lượng dự trữ, thường được sử dụng theo biểu thức: QKTTN = QĐTN + QTTN trong đó: QĐTN - trữ lượng động tự nhiên của nước ngầm QTTN - trữ lượng tĩnh tự nhiên ,  - các hệ số cho phép khai thác (<1) Trữ lượng nước dưới đất khác với các loại tài nguyên khác đó là bao gồm cả trữ lượng tĩnh và trữ lượng động. Trữ lượng tĩnh là lượng nước có trong tầng chứa nước ứng với mực nước thấp nhất, còn trữ lượng động là lượng nước vận động qua tầng chứa nước hoặc lượng nước được điều tiết hàng năm. Đánh giá trữ lượng nước dưới đất nhằm thu thập những tài liệu, số liệu chứng minh cho khả năng khai thác nước dưới đất với lưu lượng và chất lượng đảm bảo yêu cầu trong thời gian khai thác tính toán khoảng 25 – 30 năm. Đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất được tiến hành chủ yếu theo các 47 phương pháp sau: phương pháp thuỷ động lực, phương pháp thuỷ lực, phương pháp cân bằng và phương pháp tương tự địa chất thuỷ văn. Hiện nay các phương pháp này được mô hình hoá và được xử lý bằng máy tính vì vậy kết quả thu được sẽ chính xác và nhanh chóng. Bản chất của phương pháp thuỷ động lực là sử dụng các công thức phù hợp xuất phát từ các phương trình toán lý và thuỷ động lực cơ bản áp dụng cho một sơ đồ tính toán mô phỏng điều kiện thực tế. Chúng được giải bằng phương pháp giải tích, đồ thị. Ưu điểm của phương pháp này là khả năng dự báo theo thời gian sự thay đổi mực nước động trong các lỗ khoan nhà máy nước với các chế độ cho trước. Nhược điểm của phương pháp này là phải trung bình hoá số liệu thu thập được về các tính chất thấm, nhất là các điều kiện viên. Trong thời gian khai thác, bỏ qua nhiều yếu tố ảnh hưởng đến việc hình thành trữ lượng khai thác vì vậy các số liệu dự báo nhiều khi không sát với thực tế. Phương pháp thuỷ lực dựa trên cơ sở sử dụng và ngoại duy các hàm số thực nghiệm thu được trong quá trình thấm. Qua các phương trình thục nghiệm người ta thể hiện sự vận động phức tạp của nước dưới đất tác động của nhiều yếu tố quan hệ lưu lượng và hệ số hạ thấp mực nước khi vận động của nước dưới đất đạt trạng thái ổn định, độ dàn mực nước bổ sung do sự can nhiễu của các lỗ khoan. Nhược điểm cơ bản của phương pháp này là không đảm bảo khả năng dự báo thay đổi mực nước theo thời gian và khả năng phục hồi trữ lượng nước dưới đất. Phương pháp cân bằng cho phép xác định độ đảm bảo phục hồi trữ lượng khai thác nước dưới đất dựa trên cơ sở cân bằng nước lãnh thổ nghiên cứu. Nó có ý nghĩa quan trọng trong đánh giá trữ lượng khai thác khu vực khi cần thiết phải đánh giá từng thành phần riêng biệt trong cán cân cân bằng nước. Hiện nay với mức độ nghiên cứu thuỷ văn tương đối tốt trên nhiều vùng lãnh thổ, có một phương pháp nữa là phương pháp tương tự địa chất thuỷ văn. Cơ sỏ của phương pháp này là việc chứng minh về sự tương tự giữa điều kiện tự nhiên và việc sử dụng nước của vùng đã được nghiên cứu kỹ hoặc đang được khai thác nước. Nhiệm vụ cơ bản của công tác nghiên cứu khi sử dụng phương pháp tương tự để 48 đánh giá trữ lượng nước dưới đất là việc chứng minh được mức độ tương tự từng phần hoặc hoàn toàn theo các chỉ tiêu sau: nguồn hình thành nên trữ lượng khai thác, điều kiện tàng trữ nước, cấu trúc địa chất, thành phần đất đá chứa nước, điều kiện cấp nước, điều kiện hình thành nguồn trữ lượng tự nhiên và bổ sung nhân tạo trữ lượng nước dưới đất khả năng hình thành nguồn trữ lượng kéo theo v.v… Trong thời gian gần đây, với sự phát triển của công nghệ thông tin cùng với các phương pháp giải sai phân và các tiến bộ về thủy động lực, một xu hướng mới trong việc đánh giá trữ lượng nước dưới đất là sử dụng các mô hình toán để mô phỏng lại động thái của các thành phần nước dưới đất, từ đó cho phép tính toán các đặc trưng một cách nhanh chóng và thuận tiện. Có nhiều mô hình đã được xây dựng để mô tả dòng chảy nước dưới đất, sự tham gia của nó vào dòng chảy mặt... ở các trung tâm nghiên cứu lớn như Mike SHE của DHI (Đan Mạch), bộ HEC của Cục công binh Hoa Kỳ... Ưu điểm của phương pháp này là khi đã hiệu chỉnh được bộ thông số thì cho phép tính toán mọi đặc trưng một cách thuận tiện, với độ chính xác cao cũng như cho phép nghiên cứu các tác động tiềm năng của việc khai thác, bổ cập đến động thái nước dưới đất. Tuy nhiên, khi xây dựng mô hình sẽ đòi hỏi một khối lượng lớn các số liệu về các tầng chứa nước, về điều kiện địa chất, địa chất thủy văn trên khu vực nghiên cứu cũng như các số liệu về hệ số thấm, hệ số nhả nước ... Nhận xét: Trong các phương pháp trên đây, nhận thấy với tài liệu hiện có trên khu vực nghiên cứu (phong phú về các tài liệu địa chất, địa chất thủy văn nhưng hạn chế về tài liệu lỗ khoan, tài liệu quan trắc động thái theo thời gian ...) thì phương pháp mô hình toán cho thấy nhiều ưu điểm (dễ sử dụng, thời gian tính toán nhanh, giao diện tốt, mức độ chính xác tin cậy...). Do vậy trong khuôn khổ luận văn này đã lựa chọn mô hình MODFLOW để tính toán tiềm năng nước dưới đất miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị. 3.2. Giới thiệu mô hình MODFLOW 3.2.1.Cơ sở lý thuyết của mô hình MODFLOW Giới thiệu 49 Bộ phần mềm Visual Modflow bao gồm ba hệ phần mềm chính và nhiều môđun phụ trợ. Phần mềm Modflow dùng để tính toán trữ lượng, chất lượng và phân bố dòng chảy ngầm. Phần mềm ModPath có chức năng tính hướng và tốc độ các đường dòng khi nó vận động xuyên qua hệ thống các lớp chứa nước. Phần mềm MT3D phối hợp với Modflow có chức năng tính tóan sự bình lưu, sự phân tán và các phản ứng hoá học khác nhau của các vật chất hoà tan trong hệ thống dòng chảy ngầm. Bản phần mềm gốc do Nilson Guiguer, Thomas Franz, Partrick Delaney và Serguei Shmakov viết. Phiên bản sử dụng do hãng Waterloo Hydrogeologic cung cấp. Hình 3.1 Giao diện của mô hình MODFLOW Phương trình cơ bản Toàn bộ sự biến thiên độ cao mực nước dưới đất được mô tả bằng một phương trình đạo hàm riêng duy nhất sau: xx yy zz s h h h h K K K W S x x y y z z t                               (2.1) trong đó: 50 Kxx, Kyy, Kzz Hệ số dẫn nước theo phương x, y và z. Chiều z là chiều thẳng đứng. W=W(z,y,z,t) Lượng trữ, là hàm số phụ thuộc thời gian và không gian Ss Hệ số nhả nước đàn hồi Ss =Ss(x,y,z), Kxx = Kxx (x,y,z), Kyy = Kyy((x,y,z), Kzz = Kzz(x,y,z) là các hàm số phụ thuộc không gian. Phương trình (2.1) cùng với các điều kiện biên, điều kiện ban đầu của lớp chứa nước tạo thành một mô hình toán học về dòng chảy nước dưới đất. Biên của tầng chứa nước Ô trong miền tính mô hình Ô ngoài miền tính Chiều x của cột thứ j Chiều y của hàng thứ i Chiều z của tầng thứ k Hình 3.2. Ô lưới và các loại ô trong mô hình Phương pháp giải Để giải phương trình (2.1), người ta phải tìm hàm số h(x,y,z,t) thoả mãn (2.1) và thoả mãn các điều kiện biên. Sự biến động của giá trị h theo thời gian sẽ xác định bản chất của dòng chảy, từ dó tính được trữ lượng của lớp chứa nước cũng như tính toán các hướng của dòng chảy. 51 Việc tìm lời giải giải tích h(x,y,z,t) của phương trình (2.1) thực hiện được chỉ khi nào miền nghiên cứu được mô phỏng bằng sơ đồ toán học. Thực tế, miền thấm có điều kiện rất phức tạp, do đó người ta buộc phải giải phương pháp gần đúng. Có nhiều phương pháp giải phương trình (2.1), trong mô hình Modflow sử dụng phương pháp sai phân hữu hạn theo 3 chiều. Hệ phương trình sai phân nhận được trên cơ sở nguyên lý cân bằng nước: Tổng dòng chảy đến và đi từ một ô phải bằng sự thay đổi thể tích nước có trong ô. Giả thiết rằng khối lượng riêng của nước dưới đất là không đổi thì quy tắc cân bằng dòng chảy cho một ô được thể hiện bằng phương trình dưới đây: i s i h Q S V t      (2.2) trong đó: - Qi là lượng dòng chảy vào ô. Nếu dòng chảy ra thì Q lấy giá trị âm - Ss là giá trị hệ số nhả nước - là thể tích ô - là giá trị biến thiên của h trong thời gian tại ô lưới đang xét. Hình 3 mô tả cho một ô lưới (i,j,k) và 6 ô bên cạnh nó (i-1,j,k), (i+1,j,k), (i,j- 1,k), (i,j+1,k), (i,j,k-1), (i,j,k+1). Dòng chảy từ ô (i,j,k) sang các ô bên cạnh (nếu chảy vào mang dấu dương, chảy ra mang dấu âm). Dòng chảy vào ô i,j,k từ ô i,j-1,k được cho bởi định luật Đarcy như sau:  , 1, , , , 1/ 2, , 1/ 2, 1/ 2 i j k i j k i j k i j k i k j h h q KR c v r          (2.3) trong đó: - hi,j,k, hi,j-1,k là cột cao mực nước tại các nút lưới i,j,k và i,j-1,k - qi,j-1/2,k là lưu lượng chảy qua mặt ngăn cách giữa hai ô i,j,k và i,j-1,k - ci vk là diện tích vuông góc với phương dòng chảy 52 - rj-1/2 là khoảng cách giữa các nút lưới i,j,k và i,j-1,k Tương tự ta có:  , 1, , , , 1/ 2, , 1/ 2, 1/ 2 i j k i j k i j k i j k i k j h h q KR c v r          (2.4)  1, , , , 1/ 2, , 1/ 2, , 1/ 2 i j k i j k i j k i j k j k i h h q KC r v c          (2.5)  1/ 2, , 1/ 2, , 1, , , ,i j k i j k i j k i j kq CC h h    (2.6)  , , 1 , , , , 1/ 2 , , 1/ 2 1/ 2 i j k i j k i j k i j k i j i h h q KV c r v          (2.7)  , , 1/ 2 , , 1/ 2 , , 1 , ,i j k i j k i j k i j kq CV h h    (2.8) Hình 3.3 Ô lưới i,j,k và 6 ô bên cạnh 53 Nếu đặt , 1/ 2, , 1/ 2, 1/ 2 i j k i k i j k j KR c v CR r        là hệ số sức cản thấm trong hàng thứ i, lớp thứ k giữa các nút lưới i, j-1, k và i, j, k Thay vào (2.2) ta được:  , 1/ 2, , 1/ 2, , 1, , ,i j k i j k i j k i j kq CR h h    (2.9) Tương tự ta có  , 1/ 2, , 1/ 2, , 1, , ,i j k i j k i j k i j kq CR h h    (2.10)  1/ 2, , 1/ 2, , 1, , , ,i j k i j k j k i j k i j kq CC r v h h      (2.11)  1/ 2, , 1/ 2, , 1, , , ,i j k i j k i j k i j kq CC h h    (2.12)  , , 1/ 2 , , 1/ 2 , , 1 , ,i j k i j k i j k i j kq CV h h    (2.13)  , , 1/ 2 , , 1/ 2 , , 1 , ,i j k i j k i j k i j kq CV h h    (2.14) Lưu lượng cấp từ n nguồn cấp vào trong ô lưới, lưu lượng QSi,j,k có thể viết như sau: QSi,j,k = Pi,j,khi,j,k + Qi,j,k (2.15) Trong đó Pi,j,k và Qi,j,k là hệ số. Thay các phương trình từ (3.9) đến (3.15) vào phương trình (3.2), viết cân bằng cho ô từ bước thời gian tm-1 đến tm ta có: (2.16) Phương trình (2.16) sẽ viết cho các ô có mực nước thay đổi theo thời gian. Như vậy ta sẽ lập được một hệ phương trình có số phương trình tương ứng với số ô lưới. Giải hệ phương trình này với điều kiện biên và điều kiện ban đầu, ta sẽ biết 54 được , , m i j kh tại bất kỳ thời điểm nào. Hệ phương trình trên được giải bằng phương pháp giải lặp. Phép lặp sẽ dừng khi chênh lệch h giữa hai lần tính là nhỏ hơn một giá trị cho phép. Điều kiện biên a. Biên sông (River) Biên loại này cho phép mô tả dòng chảy giữa lớp chứa nước và nguồn mặt, thường là sông hay hồ. Nó cho phép dòng chảy vào dòng mặt hoặc nước có thể chảy từ dòng mặt vào trong lớp chứa nước nhưng nguồn thấm này không phụ thuộc lưu lượng của dòng mặt. Hệ số sức cản thấm của sông được tính theo công thức: RIV K L W C M    trong đó: CRIV – giá trị sức cản thấm K – hệ số thấm theo chiều thẳng đứng của lớp trầm tích đáy sông L – Chiều dài sông trong ô W - chiều rộng lòng sông trong ô M – chiều dày của lớp trầm tích đáy sông Lưu lượng dòng thấm giữa sông và lớp chứa được tính theo công thức: ( ) ( ) RIV RIV BOT RIV RIV RIV BOT BOT C H h khi h R Q C H R khi h R       trong đó: HRIV – mực nước trong sông h – mực nước của lớp ở ngay dưới đáy lòng sông RBOT – cốt cao mực nước đáy sông 55 Hình 3.4 Minh họa biên sông trong mô hình MODFLOW b. Biên kênh thoát (Drain) Cơ chế hoạt động của loại biên này không khác mấy so với biên sông, ngoại trừ không có nguồn thấm từ kênh vào lớp chứa. Điều này cũng có nghĩa rằng dòng thoát ra khỏi kênh sẽ bằng không khi mực nước ở trong ô nhỏ hơn hoặc bằng cốt cao đáy kênh: 0 ( ) BOT D D D BOT BOT khi h D Q C H D khi h D      Trong đó DBOT là cốt cao đáy kênh và hệ số sức cản thấm CD được tính tương tự như tính với sông. c. Biên bốc hơi (Evapo-tranpiration) Biên loại này đòi hỏi phải gán giá trị môđun bốc hơi lớn nhất RETM cho các ô xảy ra quá trình bốc hơi. Giá trị này đạt được khi mực nước trong ô bằng bề mặt địa hình (hs). Quá trình bốc hơi sẽ không xảy ra khi mực nước trong ô nằm dưới mực bốc hơi cho phép (d). Từ hai giá trị này, lượng bốc hơi (QET) được nội suy tuyến tính theo công thức: 56 0 ( ) ETM ET ETM Q khi h hs Q khi h hs d h hs d Q khi hs d h hs d                d. Giếng hút nước hoặc ép nước(Well) Để mô phỏng các giếng nước trên mô hình, lưu lượng của các lỗ khoan trong ô lưới được đặt là lưu lượng tổng cộng QWT. QWT chính bằng tổng lưu lượng của lỗ khoan đặt trong các lớp khác nhau. e. Biên mực nước không đổi (Constant Head) Các ô có mực nước không đổi là những ô mà tại đó mực nước được xác định như là đầu vào của mô hình, phải có ít nhất một ô có mực nước không đổi. Nó cung cấp mực nước tham khảo để tính toán các mực nước tại các ô khác trong mô hình. f. Sự bổ cập (Recharge) Thông thường sự bổ cập này là do sự ngấm nước mưa hoặc từ nguồn tưới vào mô hình. 3.3. Ứng dụng mô hình MODFLOW đánh giá trữ lượng nước dưới đất miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị 3.3.1. Phân vùng tính toán trữ lượng nước dưới đất Mục tiêu chính của luận văn nhằm phục vụ công tác quy hoạch phát triển kinh tế xã hội và môi trường bền vững, do vậy kết quả tính toán cần phải phù hợp với nhu cầu đó trong thực tiễn quy hoạch. Chính vì vậy trong khuôn khổ luận văn này, miền đồng bằng tỉnh Quảng trị được chia thành các phân vùng phù hợp với mục tiêu quy hoạch sau đó tiến hành tính toán cụ thể tiềm năng nước dưới đất tại các phân vùng. Có nhiều quan điểm khác nhau khi phân vùng quy hoạch, dựa trên các nguyên tắc phân tích và tổng hợp nhiều yếu tố tự nhiên và kinh tế xã hội trên khu vực. Và trong luận văn này tác giả đã kế thừa việc phân vùng quy hoạch trong nghiên cứu “ Quy hoạch quản lý, khai thác sử dụng và bảo vệ tài nguyên nước dưới 57 đất miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị” năm 2008. Cụ thể, miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị được phân thành 5 vùng lớn, mỗi vùng lớn lại chia thành các tiểu vùng theo các mục đích sử dụng nước dưới đất cũng như các điều kiện địa lý tự nhiên cơ bản bao gồm (hình 3.5): Vùng I : toàn bộ miền đồng bằng huyện Vĩnh Linh nằm gọn ở phía Bắc sông Bến Hải. Trong đó có 4 tiểu vùng: Tiểu vùng I.1 có diện tích khoảng 115 km2, nằm trên địa phận các xã Vĩnh Chấp, Vĩnh Thủy, Vĩnh Sơn và một phần của xã Vĩnh Long. Tiểu vùng I.2 nằm phía Đông Bắc huyện Vĩnh Linh có diện tích khoảng 65 km2, bao gồm các xã vùng cát là Vĩnh Thái, Vĩnh Tú và một phần xã Vĩnh Chấp, được dự kiến để phát triển lâm nghiệp và du lịch. Tiểu vùng I.3 nằm ở các xã Vĩnh Long, Vĩnh Thạch, Vĩnh Lâm, Vĩnh Sơn và Vĩnh Thành, có diện tích tự nhiên khoảng 75 km2. Tiểu vùng I.4 bao gồm TT. Hồ Xá và các xã Vĩnh Trung, Vĩnh Kim và Vĩnh Nam. Vĩnh Hiền, Vĩnh Hòa, Vĩnh Quang, Vĩnh Tân, Vĩnh Giang nằm trên địa khối Bazan sát biển có diện tích tự nhiên khoảng 91 km2. Vùng II : miền đồng bằng huyện Gio Linh gồm 4 tiểu vùng, với 4 tiểu vùng: Tiểu vùng II.1 bao gồm các xã Gio Phong, Gio Bình, Gio An, Gio Sơn và Linh Hải có diện tích tự nhiên khoảng 119 km2 Tiểu vùng II.2 bao gồm thị trấn Gio Linh và các xã Gio Châu và Gio Quang với diện tích đât tự nhiên khoảng 38 km2, dành để phát triển khu công nghiệp và đô thị.. Tiểu vùng II.3 bao gồm các xã Gio Hòa, Trung Hải, Trung Sơn, Gio Mỹ, Gio Thành, Gio Mai với diện tích đất tự nhiên khoảng 65 km2, sử dụng để phát triển nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản Tiểu vùng II.4 có diện tích 49 km2, nằm sát ven biển thuộc vùng cát Gio Linh kéo dài từ Cửa Tùng đến Cửa Việt bao gồm các xã Trung Giang, Gio Hải và Gio Việt 58 Vùng III bao gồm thị xã Đông Hà và các xã, thị trấn miền đồng bằng huyện Cam Lộ. Vùng này được chia 3 tiểu vùng theo hướng Bắc – Nam với các trục trung tâm là Quốc lộ 1A và Quốc lộ 9: Tiểu vùng III.1 bao gồm xã Cam An và phần lớn diện tích các xã Cam Thanh, Cam Thủy. Diện tích đất tự nhiên của tiểu vùng khoảng 40 km2. Tiểu vùng III.3 thuộc địa phận xã Cam Hiếu, là khu vực khó khăn về nước ngầm, có thể sử dụng để phát triển lâm nghiệp với diện tích khoảng 49 km2. Vùng IV gồm các xã, thị trấn miền đồng bằng huyện Triệu Phong, được phân chia thành 4 tiểu vùng theo trục Tây – Đông: Tiểu vùng IV.1 có diện tích khoảng 133 km2 thuộc xã Triệu Ái Tiểu vùng IV.2 gồm thị trấn Ái Tử, Triệu Giang,Triệu Thượng có diện tích tự nhiên khoảng 47 km2, có điều kiện thuận lợi để phát triển đô thị và khu công nghiệp. Tiểu vùng IV.3 gồm các xã Triệu Phước, Triệu Độ, Triệu Thuận, Triệu Đại, Triệu Trạch, Triệu Hòa, Triệu L