Nước thấm từ sông (Riverbank filtration - RBF) là công nghệ khai thác nước sông thông qua tầng thấm lọc cát sỏi ở bờ sông, thềm sông, tạo hiệu quả cho việc khai thác nước với lưu lượng lớn và chất lượng nước tốt hơn. Bằng cách sử dụng các giếng ven sông, giếng thấm từ sông kết hợp được hai lợi thế chính là: dễ dàng thu được lượng nước mặt lớn do bổ cập trực tiếp từ sông và có chất lượng nước tốt do được lọc tự nhiên qua các tầng đất đá trong quá trình thấm từ sông vào giếng.
Nước thấm lọc có thể được khai thác trong tầng nông là tầng không áp. Nước thấm được bổ cập trực tiếp từ sông vào tầng chứa nước. Nước thấm lọc cũng có thể khai thác trong tầng chứa nước có áp ở những nơi sông cắt trực tiếp vào tầng chứa nước có áp, hoặc ở những vùng ven sông, nước sông bổ cập vào tầng chứa nước không áp, sau đó vào tầng chứa nước có áp thông qua các cửa sổ địa chất thủy văn. (Hình 1).
Hình 1. Nguyên lý bổ cập Nước thấm lọc từ sông
Khi khai thác nước từ các giếng, dòng nước mặt thấm lọc chảy xuống dưới mặt đất để bổ cập nước vào các giếng khai thác, trong khi các lớp cát, sỏi trong tầng thấm bờ sông đóng vai trò là bộ lọc tự nhiên loại bỏ cặn và nhiều chất ô nhiễm, cho chất lượng nước tốt hơn. Nồng độ chất ô nhiễm trong nước giảm thông qua các quá trình vật lý, hóa học và sinh học (Hình 2).
Hình 2. Tổng hợp các quy trình loại bỏ các chất ô nhiễm trong quá trình RBF
Trong khuôn khổ dự án “Nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghệ khai thác nước thấm lọc từ sông ở Việt Nam phục vụ sinh hoạt và sản xuất”, nghiên cứu ứng dụng công nghệ RBF đã được thực hiện tại Tân Trường, Cẩm Giàng, Hải Dương, thu nước thấm từ sông Cẩm Giàng. Sơ đồ chùm lỗ khoan thí nghiệm được thể hiện trên Hình 3. Sông Cẩm Giàng nối sông Thái Bình với sông Bắc Hưng Hải. Do ảnh hưởng bởi nước thải sinh hoạt và sản xuất không được xử lý triệt để trước khi xả ra sông, các thông số chất lượng nước sông Cẩm Giàng như NH4+, NO2-, COD vượt nhiều lần quy chuẩn chất lượng nguồn nước cấp cho sinh hoạt. Trạm cấp nước Ghẽ khai thác nước sông Cẩm Giàng đã phải dừng hoạt động. Nước cung cấp cho dân cư và công nghiệp trong khu vực hiện đang được chuyển từ thành phố Hải Dương về.
Hình 3. Sơ đồ chùm lỗ khoan thí nghiệm tại xã Tân Trường, Cẩm Giàng, Hải dương
Hình 4. Một số hình ảnh khoan lấy mẫu và thi công giếng tại vị trí thí điểm Tân Trường
Hình 5. Giới hạn phạm vi mô hình
Hình 6. Các lớp của mô hình mô phỏng theo tài liệu khoan khảo sát tại Tân Trường
Hình 7. Độ hạ thấp trong thiết kế giếng và đặt máy bơm 7m
Hình 8. Hàm lượng COD và NH4+ của nước sông và nước thấm đợt tháng 11
Kết quả thực nghiệm và mô phỏng thủy lực cho thấy các giếng thấm ven sông Cẩm Giàng có thể cung cấp từ 500 đến 1300 m3/ng.đêm/1 giếng. Nghiên cứu thí nghiệm chất lượng nước cho thấy, tầng lọc thềm sông giúp làm giảm nồng độ các chất ô nhiễm như NH4, NO3- , COD. Qua quá trình bơm khai thác thí nghiệm và lấy mẫu phân tích chất lượng nước cho thấy hàm lượng COD trong nước thấm tại vị trí khoan nghiên cứu cách bờ sông 11m giảm tới 86% so với nước sông, NH4+ giảm 81%.
Áp dụng công nghệ RBF, khai thác nước sông qua tầng thấm lọc thềm sông thu được nước với lưu lượng đáng kể và có chất lượng tốt hơn nhờ tầng lọc ven sông. Công nghệ RBF đặc biệt có ý nghĩa ở các khu vực hạn chế khai thác nước dưới đất và có nguồn nước mặt có chất lượng kém, yêu cầu xử lý phức tạp, như ở khu vực Cẩm Giàng Hải Dương. Kết quả nghiên cứu góp phần chứng minh công nghệ RBF có thể được áp dụng như một giải pháp nguồn nước mới phục vụ cấp nước sinh hoạt và sản xuất.
Nguyễn Trung Hiếu – Đoàn Thu Hà