3
Chơng 1
Khái quát về nớc ngầm

1.1. Vai trò của nớc ngầm trong đời sống và phát triển kinh tế
Nớc luôn luôn giữ một vai trò mang tính sống còn trong lịch sử phát triển loài ngời
và phát triển kinh tế xã hội của mỗi quốc gia. Trong thời đại hiện nay do bùng nổ về dân số,
do các ngành kinh tế của các nớc trên thế giới thi nhau phát triển nh vũ bão, chất lợng
cuộc sống của con ngời ngày một nâng cao vì thế yêu cầu về nớc ngày một lớn, các
nguồn nớc đợc khai thác và sử dụng ngày càng nhiều. Nhìn chung trên trái đất có 3
nguồn nớc chính: Nớc ma, nớc mặt, nớc ngầm.
ở mọi nơi trên trái đất lợng nớc ma cung cấp hàng năm đều có hạn, mặt khác ma
lại phân phối không đều theo cả không gian lẫn thời gian. Những vùng ma nhiều lợng
ma năm bình quân cũng chỉ đạt 2000 ữ 2500mm, những vùng ma ít chỉ đạt 400 ữ
500mm, có những vùng không hề có ma. ở những nơi có ma lợng ma cũng phân phối
không đều trong năm, nhiều thời gian kéo dài không có ma. ở những vùng có các nớc
công nghiệp phát triển, thậm chí nớc ma cũng bị ô nhiễm một cách nặng nề, đôi khi xuất
hiện những trận ma acid hoặc ma bùn... Chính vì vậy, nguồn nớc ma từ lâu đã không
thể đáp ứng đầy đủ yêu cầu về nớc của con ngời.
Nguồn nớc mặt trên trái đất cũng đợc khai thác và sử dụng một cách quá mức nên
ngày càng bị hao hụt về khối lợng, suy giảm về chất lợng, có nhiều nơi trên thế giới
nguồn nớc mặt không có hoặc rất khan hiếm không đủ để sử dụng, ở nhiều nơi lợng ma
hàng năm nhỏ hơn lợng bốc hơi nên nớc mặt hầu nh không có nh các vùng sa mạc
hoặc các nớc ở Trung Phi, Nam á...
Với những lý do trên, nguồn nớc ngầm trớc mắt cũng nh lâu dài đóng một vai trò
rất quan trọng để bổ sung nguồn nớc cho nhân loại, việc khai thác và sử dụng nớc ngầm
là một yêu cầu tất yếu và ngày càng lớn.
ở một số nớc trên thế giới từ lâu yêu cầu khai thác sử dụng nớc ngầm đã rất lớn đặc
biệt sử dụng nớc ngầm vào mục đích sinh hoạt và chăn nuôi.
Đan mạch là nớc sử dụng hoàn toàn nớc ngầm để đáp ứng yêu cầu sinh hoạt, một số

nớc khác tỷ lệ sử dụng nớc ngầm để đáp ứng yêu cầu sinh hoạt cũng rất cao có thể lấy
một số nớc điển hình:
Bỉ Tỷ lệ nớc ngầm sử dụng cho sinh hoạt chiếm là : 90%
Phần Lan : 85 ữ 90%
Hà Lan : 75%
Thuỵ Điển : 85 ữ 90%
Đức : 75%
Ixraen : 95%

4
Trên toàn thế giới nớc ngầm đã đợc khai thác để đáp ứng 50% yêu cầu nớc cho sinh
hoạt của nhân loại.
Ngoài mục đích khai thác nớc ngầm cho sinh hoạt, nớc ngầm còn đợc khai thác
phục vụ cho công nghiệp, trồng trọt, chăn nuôi và các ngành kinh tế khác.
Nông nghiệp: nhiều nớc trên thế giới đã sử dụng nớc ngầm để tới cho các diện tích
trồng trọt: Diện tích canh tác đợc tới bằng nớc ngầm của một số nớc nh sau:
- Brazin có 22.000 ha
- Angiêri có 80.000 ha
- Hy Lạp có 30.000 ha
- Nga, Trung Quốc, Mỹ có 15% lợng nớc tới là nớc ngầm.
Nớc ngầm cũng đợc khai thác dể đáp ứng cho yêu cầu cho công nghiệp và chăn nuôi
ở hầu hết các nớc trên thế giới. Các nớc lớn nh Nga, Mỹ, Trung Quốc, ấn Độ, Australia,
Ai Cập, Nam Phi đều khai thác và sử dụng nớc ngầm với qui mô rất lớn và còn đang tiếp
tục đợc mở rộng trong tơng lai để đáp ứng yêu cầu ngày một cao của kinh tế dân sinh.
ở Việt Nam, tuy là một nớc nhiệt đới ma nhiều, nguồn nớc mặt tơng đối phong
phú nhng yêu cầu khai thác nớc ngầm cũng rất lớn. Từ đầu thế kỷ 20, chúng ta đã bắt đầu
khai thác nớc ngầm để phục vụ cho sinh hoạt và công nghiệp ở các thành phố lớn nh: Hà
Nội, Hải Phòng, Nam định, Vinh, Huế, Thành phố Hồ Chí Minh... ở nông thôn, các hộ gia
đình từ lâu đã sử dụng giếng khoan, giếng đào để khai thác nớc ngầm dùng cho sinh hoạt.
Những năm gần đây, ở nớc ta tốc độ phát triển kinh tế và đô thị hoá rất cao, hàng loạt

các thành phố lớn, thị xã, thị trấn mới đợc mọc lên, hàng loạt khu dân c, khu chế xuất đã
hình thành và đi vào hoạt động, các vùng kinh tế mới ở miền núi phía Bắc, cao nguyên và
ven biển đợc thiết lập. Diện tích trồng trọt trong nông nghiệp tăng nhanh, cây trồng đợc
đa dạng hoá. Yêu cầu về cấp nớc nói chung rất lớn, yêu cầu khai thác sử dụng nớc ngầm
đặc biệt ở những khu vực khan hiếm nớc mặt lại càng lớn và cấp thiết.
Riêng ở Hà Nội: những năm 80 của thế kỷ trớc chỉ có 3 nhà máy nớc, nhng tới cuối
những năm 90 đã có tới 15 nhà máy nớc cỡ lớn, mỗi ngày khai thác 385.244 m
3
nớc cấp
cho nội thành. Theo kế hoạch đến năm 2010 phải khai thác đợc 700.000m
3
trong một ngày
đêm, ớc tính đến năm 2010 có 1,2 ữ1,5 tỷ m
3
nớc ngầm đợc khai thác trong một năm để
cung cấp cho các yêu cầu của nội thành.
Hiện tại cũng nh trong tơng lai, việc khai thác nớc ngầm để đáp ứng yêu cầu phát
triển kinh tế xã hội ở Việt Nam là rất lớn. Tuy nhiên để có thể khai thác và sử dụng nớc
ngầm một cách bền vững, chúng ta cần nắm vững một số đặc điểm sau đây trong vấn đề
khai thác và sử dụng nớc ngầm:
u điểm
- Nớc ngầm phân bố khắp nơi, nguồn nớc tơng đối ổn định.
- Nớc ngầm thờng đợc khai thác và sử dụng tại chỗ, đờng dẫn nớc ngắn tổn thất
nớc trong quá trình dẫn nớc ít.
- Lu lợng khai thác nớc ngầm nhỏ nên qui mô xây dựng công trình không lớn, phù
hợp với nguồn vốn địa phơng và của các hộ nông dân cần khai thác và sử dụng nớc ngầm.

5
- Chất lợng nớc ngầm tốt hơn nớc mặt nên xử lý ít phức tạp.
- ở những vùng trũng và lầy thụt, khai thác nớc ngầm dễ dàng, ít tốn kém ngoài ra

còn có thể hạ thấp mực nớc ngầm để cải tạo đất.
Nhợc điểm:
- Lu lợng nhỏ, khả năng cấp nớc nhỏ nên công trình nằm phân tán.
- Nớc ngầm có độ khoáng hoá cao, nhiệt độ nớc ngầm thờng không phù hợp với
yêu cầu dùng nớc nên phải xử lý nớc trớc khi sử dụng
- Đòi hỏi năng lợng để bơm hút để khai thác nớc ngầm.
- Nếu nớc ngầm nằm quá sâu công trình khai thác sẽ phức tạp dẫn đến giá thành khai
thác nớc sẽ cao.
- Việc khai thác nớc ngầm không hợp lý sẽ dẫn đến ô nhiễm môi trờng, làm mất cân
bằng sinh thái tự nhiên. ở các vùng duyên hải nếu khai thác nớc ngầm quá mức, mực nớc
ngầm hạ thấp, nớc mặn từ biển sẽ xâm nhập làm ô nhiễm nguồn nớc ngầm.
Tóm lại: Vai trò của nớc ngầm ngày càng quan trọng trong phát triển Kinh tế - Xã hội
của mỗi quốc gia, vì thế cần có kế hoạch khai thác, sử dụng nớc ngầm một cách hợp lý để
có thể phát triển nguồn nớc nói chung và phát triển nguồn nớc ngầm nói riêng một cách
bền vững.

1.2. Sự hình thành nớc ngầm
Có nhiều giả thuyết về sự hình thành nớc ngầm từ xa xa. Giả thuyết đầu tiên cho là:
Nớc ma thẩm lậu xuống các tầng đất đá tạo thành những khu vực chứa nớc trong lòng
đất, Giả thiết này đợc đa ra vào thế kỷ I trớc công nguyên. Sau đó giả thuyết ban đầu
dờng nh bị lãng quên cho đến tận thế kỷ thứ XVII giả thuyết này lại đợc nhắc tới nh
một giả thuyết hợp lý nhất hồi bấy giờ. Mãi đến 1877 nhà địa chất học ngời Đức tên là
O.Phôn - Gherơ bác bỏ luận đề trên và đa ra giả thuyết mới là do sự ngng tụ nớc trong
đất. ông khẳng rằng sự hình thành nớc ngầm trong đất cơ bản không chỉ là do thẩm lậu
nớc ma mà còn do quá trình xuyên sâu không khí và hơi nớc vào kẽ rỗng lớp vỏ trái đất
và hơi nớc bị ngng tụ khi hấp thu lạnh tạo thành những vùng chứa nớc ngầm trong lòng
đất. Sự bàn cãi về giả thuyết này diễn ra rất sôi nổi, nhiều ý kiến phản đối luận điểm trên và
không công nhận vì nó cha lý giải đợc chọn vẹn và toàn diện các vấn đề, đơng nhiên
luận điểm ban đầu lại đợc bảo vệ, mặc dầu bản thân nó cha giải thích rõ nguồn gốc phát
sinh nớc ngầm. Mãi sau này, vào đầu thế kỷ XX nhà bác học ngời Nga A..Rebegeb trên

cơ sở nghiên cứu thí nghiệm đã chứng minh và giải thích quá trình hình thành nớc ngầm
khác với Phôn - Gherơ ở chỗ tính xuyên sâu của không khí đợc ông giải thích là do quá
trình chênh lệch độ đàn hồi hơi nớc tồn tại trong các tầng đất tạo ra. Hơi nớc chuyển vị từ
vùng có độ đàn hồi cao (ở nhiệt độ cao) xuống vùng có độ đàn hồi thấp (ở nhiệt độ thấp).
Ông nhấn mạnh chỉ do hiện tợng ngng tụ hơi nớc cha đủ giải thích mọi hiện tợng
trong quá trình hình thành nớc ngầm mà phải kết hợp chặt chẽ với luận điểm ban đầu. Vì
vậy, nớc ngầm có nguồn gốc cung cấp một phần là do nớc ma ngấm xuống đất, mặt
khác do ngng tụ hơi nớc từ tầng sâu trong lòng đất hoà quyện với nhau mà hình thành
nớc ngầm. Nói khác đi nguồn cung cấp cho nớc ngầm chủ yếu do nớc ma và hơi nớc
mà động thái của chúng thông qua sự tuần hoàn nớc trong tự nhiên: Nớc trên mặt đất, mặt

6
biển, sông ngòi, hồ ao, kênh mơng bốc hơi nớc lên bầu khí quyển. ở đây chúng tụ lại
thành những lớp mây dày đặc và ngng tụ lại rơi xuống mặt đất dới dạng ma. Một bộ
phận nớc ma chảy ra sông biển, bộ phận khác bốc hơi lên bầu khí quyển, một bộ phận
thẩm lậu sâu vào đất đá dới dạng dòng thấm và hơi nớc xuyên sâu bổ sung cho nớc
ngầm.

Lợng nớc trong khí quyển
khoảng 13.000 km
3

Phân bố nớc của các lục địa

Các sông: 40.000 km
3

Hồ nớc ngọt: 90.000 km
3


Tổng cộng nớc mặt: 235.000 km
3

Độ ẩm của đất: 65.000 km
3

Nớc ngầm ở độ sâu dới 800m: 4.000.000 km
3

Nớc ngầm ở độ sâu trên 800m: 4.300.000 km
3

Tổng cộng: 8.600.000 km
3

Băng ở các cực: 29.000.000 km
3
Tổng cộng nớc trên trái đất
khoảng 1.390.000.000 km
3

Trong đó: 97,2% trên các Đại dơng
2,2% trên các cực
0,8% trên các lục địa
Các đại dơng chiếm
70% diện tích trái đất,
chứa 1.350.000.000 km
3

nớc

Bốc hơi vo
các lục địa
40.000 Km
3
/năm
Ma rơi xuống
các đại dơng
410.000 Km
3
/năm
Bốc hơi từ các
đại dơng
450.000 Km
3
/năm
Bốc hơi từ
các lục địa
70.000 Km
3
/năm
Nớc thấm
12.000 Km
3
/năm
Ma rơi xuống
các lục địa
110.000 Km
3
/năm
Hình 1.1- Hệ tuần hoàn của nớc trong tự nhiên


7
Nh vậy, ngoài nớc ma ra nhân tố hình thành nớc ngầm phải kể đến hơi nớc
chuyển vị về phía có sự đàn hồi thấp có nghĩa là nơi có nhiệt độ thấp. Nh chúng ta đã biết
mùa hè dới mặt đất lạnh hơn trên mặt đất và không khí đem theo hơi nớc bão hoà thấm
sâu vào lớp vỏ trái đất.
Tại đây hơi nớc có trong không khí dới đất bị ngng tụ thành nớc rồi cung cấp vào
tầng trữ nớc. Bởi vậy, ta có thể đi tới kết luận: Sự hình thành nớc ngầm chủ yếu là do
nớc ma ngấm xuống đất và hơi nớc trong không khí thấm vào trong đất và đợc ngng
tụ trong lòng đất. Vùng hình thành nớc ngầm có thể là vùng di chuyển chậm của nớc
trong các kẽ rỗng của đất, trong các vết rạn nứt của nham thạch hoặc trong các hang, động
đợc tạo ra trong các tầng nham thạch rắn chắc, tạo thành dòng chảy ngầm trong lòng đất.
1.3. Chế độ nớc ngầm và phân bố nớc ngầm theo chiều sâu
1.3.1. Chế độ nớc ngầm
Nớc ngầm là một thành phần trong chu trình tuần hoàn của nớc trong tự nhiên: Nớc
trong khí quyển tồn tại dới dạng hơi nớc hay giọt ma ma rơi xuống đất một phần tạo
thành dòng chảy mặt một phần bốc hơi trở lại bầu khí quyển còn lại sẽ thấm vào trong lòng
đất để bổ sung cho nớc ngầm. Bên cạnh đó hơi nớc từ trong khí quyển cũng đợc thấm
sâu vào lòng đất do hiện tợng chênh lệch về nhiệt độ và áp lực đàn hồi cùng với lợng
nớc từ sông, biển, hồ, ao ngấm xuống cung cấp cho nguồn nớc ngầm. Trong mùa khô hạn
ít ma, nớc ngầm một phần cung cấp cho tầng đất và sẽ đợc bốc hơi qua mặt đất lên tầng
khí quyển, một phần lại cung cấp nớc cho ao, hồ, sông, biển và cũng đợc bốc hơi lên bầu
khí quyển thông qua hiện tợng bốc hơi mặt nớc. Sự tuần hoàn của nớc trong tự nhiên là
một chu trình khép kín.
Phân loại các tầng địa chất thuỷ văn
Dựa vào tính chứa nớc và tính thoát nớc của các tầng địa chất có thể chia thành 4
loại tầng địa chất thuỷ văn:
1. Tầng ngậm nớc và vận chuyển nớc
Tầng ngậm nớc và vận chuyển nớc là một hệ đất đá có khả năng trữ nớc tốt cho
phép nớc vận chuyển đợc trong hệ đất đá đó , nh các tầng cát, cát sỏi

2. Tầng ngậm nớc ít và vận chuyển nớc kém
Tầng ngậm nớc ít và vận chuyển nớc kém là một hệ đất đá có khả năng chứa nớc
nhng vận chuyển nớc kém nh đất sét pha cát, đất sét pha cuội sỏi.
3. Tầng ngậm nớc nhng không vận chuyển nớc
Tầng ngậm nớc nhng không vận chuyển nớc là một hệ đất đá có lỗ rỗng lớn, các lỗ
rỗng không thông nhau và không cho nớc vận chuyển qua nh các túi nớc trong các hang
đá, các khe nứt của nham thạch có chứa nớc hoặc các bộ phận trữ nớc đợc bao bọc bởi
tầng đát sét.