Nước ngầm là gì? Thực trạng khai thác nước ngầm và biện pháp bảo vệ

Nước ngầm là một thành phần không thể thiếu trong hệ tuần hoàn nước toàn cầu, đóng vai trò trụ cột trong việc cung cấp nước cho sinh hoạt, nông nghiệp và công nghiệp, chiếm một tỷ lệ đáng kể trong tổng lượng nước sử dụng trên hành tinh chúng ta. Ước tính, khoảng 40% lượng nước sạch được tiêu thụ trên toàn cầu là đến từ các nguồn nước ngầm. Mặc dù có tầm quan trọng sống còn, nhưng hiểu biết của cộng đồng về nguồn tài nguyên ẩn mình này, cũng như thực trạng khai thác và những thách thức nghiêm trọng mà nó đang phải đối mặt, vẫn còn hạn chế. Bài viết này của Reecotech sẽ đi sâu phân tích về nước ngầm, từ bản chất, quá trình hình thành, những vai trò không thể thay thế, sự khác biệt với nước mặt, cho đến thực trạng đáng lo ngại và các giải pháp cấp bách để bảo vệ nguồn nước quý giá này.

Nước ngầm là gì?

Nước ngầm (groundwater) là toàn bộ lượng nước tồn tại trong các không gian rỗng dưới bề mặt Trái Đất. Những không gian rỗng này bao gồm các lỗ rỗng giữa các hạt đất đá, các khe nứt trong lớp đá cứng, các hang động hoặc các ống dẫn ngầm. Nước ngầm tích tụ và di chuyển trong các lớp địa chất có khả năng chứa và cho nước chảy qua, được gọi là tầng chứa nước (aquifer).

Tầng chứa nước có thể là các lớp cát, sỏi, đá sa thạch xốp hoặc đá vôi bị nứt nẻ mạnh. Chúng thường nằm kẹp giữa các lớp địa chất không thấm nước hoặc ít thấm nước (gọi là tầng cách nước, ví dụ như sét, đá phiến sét đặc sít). Mực nước ngầm là ranh giới trên cùng của vùng đất đá bão hòa nước dưới lòng đất, nơi áp suất nước bằng áp suất khí quyển. Mực nước ngầm có thể nông hoặc sâu tùy thuộc vào điều kiện địa chất, địa hình, khí hậu và hoạt động khai thác của con người.

Quá trình hình thành và bổ sung nước ngầm

Nước ngầm không phải là nguồn tài nguyên tĩnh mà liên tục được hình thành và bổ sung thông qua một quá trình tự nhiên phức tạp trong chu trình tuần hoàn nước:

• Giáng thủy (Mưa, Tuyết): Nguồn gốc chính của nước ngầm là nước từ các trận mưa, tuyết tan chảy rơi xuống mặt đất.
• Thẩm thấu (Infiltration) và Thấm sâu (Percolation): Khi nước mưa hoặc tuyết tan chạm mặt đất, một phần sẽ chảy tràn trên bề mặt (trở thành nước mặt), một phần sẽ bị giữ lại trong tầng đất mặt (độ ẩm đất), và một phần quan trọng sẽ từ từ thấm xuống sâu hơn qua các lỗ rỗng và khe nứt trong đất đá. Quá trình này gọi là thẩm thấu. Nước tiếp tục di chuyển xuống các tầng sâu hơn thông qua quá trình thấm sâu, vượt qua vùng đất không bão hòa (unsaturated zone).
• Tích tụ trong Tầng chứa nước (Recharge): Khi nước thấm sâu gặp tầng chứa nước, nó sẽ tích tụ và làm đầy các không gian rỗng, bổ sung lượng nước vào tầng chứa nước. Quá trình này gọi là bổ sung nước ngầm (groundwater recharge). Tốc độ và lượng bổ sung phụ thuộc vào nhiều yếu tố như lượng mưa, loại đất, đá, độ dốc bề mặt, thảm thực vật và hoạt động của con người (ví dụ: bê tông hóa bề mặt giảm khả năng thấm).
• Dòng chảy ngầm (Groundwater Flow): Nước ngầm trong tầng chứa nước không đứng yên mà di chuyển chậm rãi từ vùng cao (vùng bổ sung) đến vùng thấp hơn (vùng thoát nước), tuân theo định luật Darcy, với tốc độ thường chỉ vài cm đến vài mét mỗi ngày hoặc thậm chí mỗi năm.
• Thoát nước ngầm (Discharge): Cuối cùng, nước ngầm sẽ thoát ra bề mặt tại các suối, sông, hồ, đầm lầy, hoặc chảy trực tiếp ra biển. Hiện tượng này gọi là thoát nước ngầm và là nguồn cung cấp lưu lượng cơ bản (baseflow) duy trì dòng chảy của nhiều con sông trong mùa khô.

Do quá trình thấm lọc tự nhiên qua các lớp đất đá, nước ngầm thường có độ trong cao, ít vi sinh vật gây bệnh và thành phần hóa học, nhiệt độ tương đối ổn định so với nước mặt. Đây là lý do khiến nước ngầm thường được xem là nguồn nước chất lượng cao, phù hợp cho mục đích cấp nước sinh hoạt và sản xuất nước đóng chai.

Vai trò của nước ngầm hiên nay

Nước ngầm đóng vai trò vô cùng quan trọng và đa diện đối với đời sống, kinh tế và môi trường:

• Nguồn cấp nước sinh hoạt chủ yếu: Đối với nhiều đô thị, khu dân cư và đặc biệt là vùng nông thôn trên khắp thế giới, nước ngầm là nguồn nước sạch và an toàn chính cho mục đích ăn uống và sinh hoạt hàng ngày. Tại Việt Nam, tỷ lệ sử dụng nước ngầm cho sinh hoạt lên tới khoảng 30% và có thể cao hơn ở các vùng nông thôn.
• Hỗ trợ y tế và du lịch: Một số nguồn nước ngầm có thành phần khoáng chất đặc biệt mang lại lợi ích cho sức khỏe (nước khoáng, nước nóng chữa bệnh), đóng góp vào ngành du lịch sức khỏe và y tế.
• Đảm bảo nước cho nông nghiệp và công nghiệp: Ở nhiều vùng đất khô hạn hoặc có mùa khô kéo dài, nước ngầm là nguồn cung cấp nước tưới tiêu cứu cánh cho nông nghiệp, duy trì sản xuất lương thực. Trong công nghiệp, nước ngầm được sử dụng trong các quy trình sản xuất, làm mát, và vệ sinh.
• Duy trì hệ sinh thái thủy sinh và ven bờ: Dòng chảy ngầm là nguồn bổ sung quan trọng duy trì mực nước và dòng chảy của sông, suối, hồ, đầm lầy, đặc biệt trong các giai đoạn ít mưa. Nó cũng duy trì độ ẩm cho các khu rừng ven sông và các hệ sinh thái đất ngập nước, hỗ trợ đa dạng sinh học.
• Ngăn chặn sụt lún mặt đất và xâm nhập mặn: Áp lực của nước trong các lỗ rỗng của tầng chứa nước giúp nâng đỡ các lớp đất đá phía trên. Việc khai thác nước ngầm quá mức làm giảm áp lực này, có thể dẫn đến sụt lún mặt đất, gây hư hại công trình hạ tầng. Ở vùng ven biển, khai thác quá mức có thể làm giảm áp lực đẩy nước mặn từ biển vào, gây ra hiện tượng xâm nhập mặn vào tầng chứa nước ngọt.

So sánh nước ngầm và nước mặt

Dù cùng là nguồn nước ngọt quan trọng, nước ngầm và nước mặt có những đặc điểm khác biệt rõ rệt, ảnh hưởng đến chất lượng và cách sử dụng:

Thực trạng khai thác và những hệ lụy của việc suy thoái nước ngầm hiện nay

Tình hình khai thác và suy thoái nước ngầm tại Việt Nam đang diễn ra hết sức phức tạp và đối mặt với nhiều thách thách nghiêm trọng, đe dọa sự bền vững của nguồn tài nguyên này:

• Khai thác quá mức và Suy giảm Mực nước: Nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng cho sinh hoạt (đặc biệt ở đô thị), nông nghiệp (tưới tiêu diện rộng) và công nghiệp đã dẫn đến việc khai thác nước ngầm vượt quá khả năng bổ sung tự nhiên của tầng chứa nước ở nhiều khu vực, đặc biệt là các vùng đồng bằng và đô thị lớn như Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh, các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long. Việc gia tăng số lượng và độ sâu của các giếng khoan là minh chứng rõ nét nhất cho tình trạng này. Hậu quả là mực nước ngầm liên tục sụt giảm, làm tăng chi phí khai thác và nguy cơ cạn kiệt.
• Ô nhiễm nước ngầm lan rộng: Ô nhiễm là một trong những vấn đề nghiêm trọng nhất đối với nước ngầm tại Việt Nam. Các nguồn ô nhiễm chính bao gồm:
  • Nước thải sinh hoạt và công nghiệp không được xử lý: Thấm trực tiếp hoặc gián tiếp từ các hố xí tự hoại thấm hở, bãi rác không hợp vệ sinh, các cơ sở sản xuất xả thải trực tiếp hoặc xử lý không đạt chuẩn.
  • Hoạt động nông nghiệp: Lạm dụng phân bón hóa học và thuốc bảo vệ thực vật dẫn đến dư lượng hóa chất ngấm xuống đất và tầng nước ngầm.
  • Ô nhiễm tự nhiên: Một số khu vực có nước ngầm nhiễm phèn (sắt, mangan), nhiễm asen (một chất cực độc) do đặc điểm địa chất tự nhiên, nhưng tình trạng khai thác quá mức có thể làm trầm trọng thêm vấn đề này.
  • Xâm nhập mặn: Tại các vùng ven biển và cửa sông, việc khai thác nước ngầm quá mức làm hạ thấp mực nước ngầm, tạo điều kiện cho nước mặn từ biển hoặc sông xâm nhập vào các tầng chứa nước ngọt, gây nhiễm mặn và làm mất khả năng sử dụng của nguồn nước.
• Hệ lụy của suy thoái nước ngầm: Tình trạng khai thác quá mức và ô nhiễm nước ngầm dẫn đến nhiều hệ lụy tiêu cực:
  • Thiếu hụt nước sạch: Nguồn nước sinh hoạt và sản xuất bị suy giảm cả về số lượng lẫn chất lượng.
  • Sụt lún mặt đất: Đặc biệt nghiêm trọng ở các đô thị và vùng đồng bằng với nền đất yếu, gây hư hại công trình và cơ sở hạ tầng.
  • Xâm nhập mặn: Đe dọa sản xuất nông nghiệp (đặc biệt là cây trồng và nuôi trồng thủy sản) và nguồn nước sinh hoạt ở vùng ven biển.
  • Chi phí xử lý tăng cao: Nước ngầm bị ô nhiễm đòi hỏi các công nghệ xử lý phức tạp và tốn kém hơn nhiều để có thể sử dụng an toàn.
  • Suy thoái hệ sinh thái: Ảnh hưởng đến các hệ sinh thái phụ thuộc vào nước ngầm như đầm lầy, suối, sông trong mùa khô.
• Ưu tiên sử dụng nước giếng khoan trong sản xuất: Mặc dù có những hệ lụy rõ ràng, việc sử dụng nước giếng khoan vẫn được ưa chuộng và ưu tiên sử dụng trong nhiều hoạt động tưới tiêu và công nghiệp do chi phí ban đầu thường được cho là thấp hơn so với đầu tư hệ thống xử lý và sử dụng nước mặt hoặc nước máy. Điều này làm tăng áp lực lên nguồn nước ngầm.

Tổng hợp lại, thực trạng nước ngầm tại Việt Nam đang ở mức báo động, đòi hỏi sự phối hợp hành động mạnh mẽ và quyết liệt từ các cơ quan quản lý nhà nước, doanh nghiệp và toàn thể cộng đồng để ngăn chặn suy thoái và bảo vệ nguồn tài nguyên thiết yếu này.

Biện pháp khắc phục tình trạng nước ngầm bị ô nhiễm

Để bảo vệ và phục hồi nguồn nước ngầm, cần triển khai đồng bộ nhiều biện pháp từ cấp độ quản lý nhà nước đến hành động của từng cá nhân và doanh nghiệp:

Hoàn thiện hệ thống pháp luật và nâng cao quản lý

• Ban hành và thực thi pháp luật chặt chẽ: Rà soát, bổ sung và hoàn thiện các quy định pháp luật về quản lý, thăm dò, khai thác, sử dụng và bảo vệ tài nguyên nước ngầm. Cần có các quy định cụ thể về hạn ngạch khai thác, giấy phép, phí tài nguyên nước, cũng như các tiêu chuẩn về xả thải nghiêm ngặt và chế tài xử phạt đủ sức răn đe.
• Tăng cường giám sát và thanh tra: Nâng cao năng lực giám sát chất lượng và trữ lượng nước ngầm, kịp thời phát hiện các hành vi khai thác trái phép hoặc gây ô nhiễm để xử lý.
• Quy hoạch và khoanh vùng bảo vệ: Xây dựng và thực hiện quy hoạch khai thác sử dụng nước ngầm theo vùng, theo tầng chứa nước, xác định các khu vực cấm hoặc hạn chế khai thác. Khoanh vùng bảo vệ nghiêm ngặt các khu vực đầu nguồn bổ sung nước ngầm quan trọng.

Thiết lập hệ thống quan trắc nước ngầm toàn diện

Quan trắc nước ngầm là hoạt động thu thập dữ liệu thường xuyên về số lượng (mực nước, lưu lượng) và chất lượng (các chỉ tiêu lý hóa, vi sinh, hóa chất ô nhiễm) của nước ngầm tại các vị trí đại diện (giếng quan trắc). Việc xây dựng và vận hành hiệu quả mạng lưới quan trắc nước ngầm là cực kỳ quan trọng để:

• Đánh giá chính xác hiện trạng và diễn biến của tài nguyên nước ngầm theo thời gian và không gian.
• Phát hiện sớm các dấu hiệu suy giảm mực nước hoặc ô nhiễm.
• Xác định nguồn và mức độ lan truyền ô nhiễm.
• Cung cấp dữ liệu khoa học làm cơ sở cho việc ra quyết định về quy hoạch, cấp phép khai thác, xây dựng chính sách bảo vệ và các biện pháp xử lý.
• Đánh giá hiệu quả của các biện pháp quản lý và khắc phục đã triển khai.
• Cần đầu tư vào công nghệ quan trắc hiện đại (tự động, trực tuyến) và nâng cao năng lực phân tích, đánh giá dữ liệu.

Kiểm soát chặt chẽ các nguồn ô nhiễm

• Xử lý nước thải đạt chuẩn: Bắt buộc các cơ sở sản xuất công nghiệp, bệnh viện, khu dân cư tập trung phải xây dựng và vận hành hiệu quả hệ thống xử lý nước thải đạt quy chuẩn môi trường trước khi thải ra ngoài. Tăng cường đầu tư vào hệ thống thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt đô thị.
• Quản lý chất thải rắn: Xây dựng và vận hành các bãi chôn lấp chất thải hợp vệ sinh, có hệ thống thu gom và xử lý nước rỉ rác. Khuyến khích giảm thiểu, tái sử dụng và tái chế chất thải.
• Kiểm soát hoạt động nông nghiệp: Hạn chế sử dụng phân bón hóa học và thuốc bảo vệ thực vật, khuyến khích áp dụng các phương pháp canh tác hữu cơ, quản lý dịch hại tổng hợp (IPM). Xây dựng các vùng đệm xanh để giảm thiểu rửa trôi hóa chất vào nguồn nước.

Áp dụng công nghệ xử lý nước tiên tiến

• Hệ thống lọc và xử lý nước ngầm: Đầu tư và áp dụng các công nghệ xử lý nước ngầm hiệu quả để loại bỏ các chất ô nhiễm đặc trưng như sắt, mangan, asen, amoni, vi sinh vật… Các hệ thống lọc tổng, lọc cát, lọc than hoạt tính, trao đổi ion, thẩm thấu ngược (RO) hoặc các giải pháp oxy hóa, lắng lọc phù hợp cần được triển khai tùy thuộc vào mức độ và loại hình ô nhiễm.
• Công nghệ xử lý nước thải: Áp dụng các công nghệ xử lý nước thải tiên tiến, thân thiện với môi trường để đảm bảo nước thải sau xử lý an toàn khi thải ra hoặc có thể tái sử dụng.

Nâng cao nhận thức và thay đổi hành vi cộng đồng

• Giáo dục và tuyên truyền: Tổ chức các chiến dịch truyền thông sâu rộng về tầm quan trọng của nước ngầm, các mối đe dọa và cách mỗi người có thể đóng góp vào việc bảo vệ nguồn nước này.
• Sử dụng nước tiết kiệm và hiệu quả: Khuyến khích người dân và doanh nghiệp áp dụng các biện pháp sử dụng nước tiết kiệm trong sinh hoạt, sản xuất và tưới tiêu. Tái sử dụng nước thải đã qua xử lý cho các mục đích phù hợp (tưới cây, vệ sinh…).
• Tham gia giám sát cộng đồng: Khuyến khích cộng đồng tham gia giám sát các hoạt động có nguy cơ gây ô nhiễm hoặc khai thác nước ngầm trái phép tại địa phương.

Nước ngầm là tài sản vô giá mà thiên nhiên ban tặng, đóng vai trò không thể thiếu trong cuộc sống và sự phát triển. Tuy nhiên, nguồn tài nguyên này đang bị đe dọa nghiêm trọng bởi tình trạng khai thác quá mức và ô nhiễm. Thực trạng nước ngầm tại Việt Nam là một lời cảnh báo khẩn cấp, đòi hỏi sự vào cuộc đồng bộ và quyết liệt của toàn xã hội.

Với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực môi trường và quan trắc chất lượng nước, Reecotech tự hào là đối tác tin cậy của nhiều doanh nghiệp và tổ chức. Chúng tôi cung cấp các giải pháp công nghệ tiên tiến và dịch vụ chuyên nghiệp trong quan trắc nước thải, giám sát chất lượng nước cấp, và các giải pháp môi trường toàn diện, góp phần vào việc bảo vệ nguồn nước và phát triển bền vững. Để được tư vấn chi tiết về các giải pháp quan trắc nước ngầm hoặc các vấn đề môi trường khác, quý khách hàng vui lòng liên hệ Reecotech theo hotline: 0938 696 131