Một số nhận định về đặc trưng của dòng thấm qua đập đất dựa trên phương pháp thủy hóa và đồng vị bền

BÀI BÁO KHOA HỌC

MỘT SỐ NHẬN ĐỊNH VỀ ĐẶC TRƯNG CỦA DÒNG THẤM QUA ĐẬP ĐẤT

DỰA TRÊN PHƯƠNG PHÁP THỦY HÓA VÀ ĐỒNG VỊ BỀN

Huỳnh Thị Thu Hương¹, Lê Văn Sơn¹, Lê Thanh Tài¹, Phan Thị Luân¹

Tóm tắt: Đập là công trình được xây dựng để ngăn nước cho hồ chứa thủy điện/thủy lợi. Nước từ

hồ thấm qua thân/nền đập sẽ mang theo thông tin về dòng thấm. Việc hiểu rõ đặc trưng của dòng

thấm thông qua các chỉ tiêu vật lý, hóa học giúp đưa ra hình dung cơ bản nhất về chế độ thấm, từ

đó giúp kiểm soát dòng thấm hiệu quả. Báo cáo này trình bày một số kết quả ứng dụng phương

pháp thủy hóa và đồng vị bền nghiên cứu đặc trưng của dòng thấm qua đập đất đồng chất. Các

mẫu nước hồ, nước thấm thân/nền đập, và hai vị trí thấm tập trung tại hạ lưu đập đã được phân

tích các chỉ tiêu độ dẫn, pH, TDS, thành phần ion và đồng vị bền. Kết quả cho thấy nước từ hồ thấm

qua thân đập bị chi phối bởi quá trình hòa tan khoáng và trao đổi ion. Nước nền đập được bổ cập

từ nước hồ và nước ngầm địa phương giàu CO₂. Bên cạnh đó, nước thấm qua nền đóng góp đáng

kể vào nguồn gốc của các điểm thấm tập trung hạ lưu đập.

Từ khoá: Đồng vị bền, thủy hóa, dòng thấm, đập đất.

1. ĐẶT VẤN ĐỀ^*

Kumar, 2013). Bên cạnh đó, thành phần hóa học

Thuật ngữ “đồng vị” chỉ các nguyên tử của nước được điều chỉnh theo suốt quá trình di

cùng một nguyên tố có số neutron khác nhau, chuyển của nước bởi sự làm giàu do bay hơi, sự

được đưa ra đầu tiên bởi Soddy (1913) (Gat, pha loãng do mưa và sự tương tác giữa nước và

1981). Sự kết hợp giữa các đồng vị bền đất đá như hòa tan khoáng, trao đổi cation, oxi

Hydrogen (Protium ¹H, Deuterium ²H) và hóa – khử. Vì vậy, phân tích các thành phần hóa

Oxygen (¹⁶O, ¹⁷O, ¹⁸O) tạo thành các phân tử học nước, cho phép củng cố các thông tin về sự

nước bền. Thành phần đồng vị bền Deuterium pha trộn các nguồn nước và các quá trình hóa

và Oxygen-18 trong nước bị chi phối mạnh mẽ học diễn ra trong lưu vực, thường được xem như

bởi sự phân tách đồng vị xảy ra đan xen giữa hai phương pháp tích hợp với xác định thành phần

quá trình hóa hơi và ngưng tụ, trong đó, phân tử đồng vị bền Deuterium và Oxygen-18.

nước chứa đồng vị nhẹ dễ bốc hơi hơn trong khi

Báo cáo này trình bày một số kết quả nghiên

phân tử chứa đồng vị nặng dễ ngưng tụ hơn. Với cứu đặc trưng của dòng thấm qua đập đất đồng

18

từng lưu vực xác định, tỷ số D/H và O/¹⁶O sẽ chất dựa trên phân tích các chỉ tiêu độ dẫn (EC),

thay đổi dựa trên điều kiện địa chất, nguồn gốc pH, TDS, thành phần hóa học (Na⁺, K⁺, Ca²⁺,

2-

-

3-

nước, khí hậu cũng như các quá trình địa Mg²⁺, Cl^-, SO₄, HCO₃, NO₃, PO₄), đồng vị

phương khác. Lợi dụng tích chất đó, Deuterium bền (δD, δ¹⁸O) trong các mẫu nước thấm qua

và Oxygen-18 được dùng như chỉ dấu tự nhiên thân đập (thu được từ các piezometer thân),

cung cấp thông tin về đặc điểm địa chất thủy nước thấm qua nền đập (thu được từ các

văn của tầng nước ngầm, mối liên kết giữa nước piezometer nền và từ các giếng giảm áp), nước

ngầm, nước mặt và khí quyển (Mook, 2001), hồ và hai vị trí thấm tập trung tại hạ lưu đập.

đánh giá ô nhiễm nước ngầm (Gomaah, 2016),

và nghiên cứu nguồn gốc nước thấm qua các

công trình thủy điện, thủy lợi (Lynn, 2005;

2. GIỚI THIỆU VỀ ĐỐI TƯỢNG

NGHIÊN CỨU

Đập nghiên cứu thuộc loại đập đất đồng

chất với chiều dài 1460 m và cao 38 m. Hệ số

thấm đất đắp vào khoảng 10^-7cm/s. Nền đập

¹Trung tâm Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong công nghiệp

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 65 (6/2019)

109

được tạo thành theo thứ tự từ trên xuống gồm nền (ĐD). Ngoài ra, một hệ thống giếng giảm

lớp đất á sét dày 4 m, lớp cuội - sỏi - cát dày 7 áp (W) gồm 26 giếng chính và 14 giếng phụ

m, lớp đá granite phong hóa nứt nẻ dày từ 2 được đặt ở chân đập nhằm giảm áp lực dòng

đến 14 m và lớp đá granite nguyên vẹn rắn thấm qua nền đập. Nhiệt độ trung bình của

chắc, với hệ số thấm thay đổi từ 10^-7đến 10^-2khu vực khoảng từ 20⁰C đến 22⁰C. Độ ẩm

cm/s. Đập được chia thành 6 mặt cắt, mỗi mặt tương đối cao, trung bình 80%. Theo thống

cắt được bố trí các thiết bị piezometer quan kê, lượng mưa trung bình trong năm khoảng

trắc nước thấm qua thân (ĐDA) và thấm qua 1327 mm.

Hình 1. Bản đồ mặt bằng đập gồm vị trí piezometer (ĐDA, ĐD) ứng với từng mặt cắt (MC),

vị trí 26 giếng giảm áp (W) và vị trí thấm tập trung (RNT, RCC)

Đối tượng phân tích là nước thấm qua thân

Nồng độ của các ion chính (Na⁺, K⁺, Ca²⁺,

đập (thu được từ các piezometer thân), nước Mg²⁺, Cl^-, SO₄, NO₃, PO₄) được phân tích

thấm qua nền đập (thu được từ các piezometer bằng kỹ thuật sắc ký ion tại phòng Thí nghiệm

nền và từ các giếng giảm áp), nước hồ và hai vị Hóa lý (VILAS-609) của Trung tâm Ứng dụng

trí thấm tập trung tại hạ lưu đập. Trong đó, kỹ thuật hạt nhân trong công nghiệp với độ

điểm thấm nước trong (RNT) xuất hiện từ chụm lặp lại tương ứng cho anion và cation là

nhiều năm qua, lưu lượng ổn định 2 L/s kể cả 3 - 6% và 3 - 4%. Nồng độ của HCO₃- được đo

khi cao trình mực nước hồ thấp nhất 1023 m. bằng kỹ thuật chuẩn độ với độ chụm lặp lại

Điểm thấm còn lại (RCC) được phát hiện gần 1%. Độ dẫn và pH được đo trên thiết bị chuyên

đây khi mực nước hồ đạt cao trình cực đại dụng của Phòng thí nghiệm với độ chụm lặp lại

1040 - 1042 m lưu lượng trung bình 0,1 L/s, dưới 0.5%.

2-

-

3-

dòng chảy tải theo cát mịn.

3. CÔNG CỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

Thành phần đồng vị bền Deuterium và

Oxygen-18 trong các mẫu nước được đo tại

phòng Thí nghiệm Đánh dấu của Trung tâm

Tổng cộng có 321 mẫu nước gồm nước hồ, Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong công nghiệp

nước ngầm, nước mưa, nước thấm qua đập được sử dụng thiết bị IWA-35EP (Los Gatos

thu thập trong khoảng thời gian từ tháng 10 năm Research - LGR). Độ lặp lại của phương pháp

2016 đến tháng 3 năm 2019 để phân tích thành đo là 0.9% cho δD và 0.8% cho δ¹⁸O.

phần đồng vị bền và thành phần hóa học nước

trong nghiên cứu này. Mẫu nước được lấy đầy

và lưu trữ trong chai polyethylene 300 ml đã

4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1. Kết quả thành phần hóa học

Thống kê tóm tắt các thông số hóa lý trung

đậy nắp kín tại hiện trường để tránh bốc hơi. bình đo được của các mẫu nước được thể hiện

Mẫu sau khi thu thập được bảo quản ở nhiệt độ trong bảng 1. Phân bố pH của các mẫu nước thể

phòng trong bóng tối và hầu hết các mẫu được hiện điều kiện hơi axit đến hơi kiềm. TDS trong

phân tích trong khoảng 2 tuần sau khi thu thập.

khoảng dưới 250 mg/L với tất cả các mẫu. Phân

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 65 (6/2019)

110

bố độ dẫn (EC) của các mẫu theo thứ tự: nước trí thấm tập trung. Độ dẫn của nước thấm RNT

hồ < nước thấm qua thân/nền đập < nước tại vị lớn hơn của nước thấm RCC khoảng 1.5 lần.

Bảng 1. Thống kê tóm tắt các thông số hóa lý trung bình đo được của các mẫu nước

Mẫu

nước

EC

TDS

Nồng độ (mg/L)

pH

-

3-

2-

-

Na⁺K⁺Mg²⁺Ca²⁺

Cl^-

NO₃

PO₄

SO₄

HCO₃

(uS/cm) (mg/L)

RNT 6.6 223.4 156.4 5.25 2.83 4.47 20.54 1.39 0.20

RCC 6.7 145.8 102.0 5.32 2.21 3.12 12.15 1.25 < 0.2

2.76

< 0.4

1.09

0.34 124.85

< 0.2 79.25

GK 6.7 84.5

NM 7.4 36.3

NH 7.2 32.3

59.1 4.89 2.10 1.74 13.93 2.89 1.36

25.4 0.39 0.38 0.43 5.40 0.61 1.29

22.6 2.30 1.34 0.68 2.19 1.62 2.91

2.29

2.57

1.91

0.96

0.97

55.49

16.10

8.81

89.90

73.39

DD 6.6 162.5 113.7 4.61 2.83 2.53 15.17 1.32 1.48

DDA 6.3 139.0 97.3 8.66 2.71 2.86 6.45 2.65 0.31

0.97

W

7.1 194.1 135.9 5.98 2.49 4.49 18.67 1.23 1.28

0.53

0.82 106.97

Các mẫu nước thấm qua thân đập cho thấy sự và nước giếng giảm áp thuộc loại nước Ca-

phân bố thành phần ion chính: Na⁺> Ca²⁺> Mg²⁺HCO₃, thường ứng với nước ngầm tại/gần khu

-

> K⁺và HCO₃> Cl^-> SO₄^2-. Nước thấm qua nền vực bổ cấp, liên quan đến cả phong hóa khoáng

đập và nước từ hai vị thấm tập trung đặc trưng bởi carbonate và/hoặc phong hóa khoáng silicate

sự phân bố các ion chính: Ca²⁺> Na⁺> Mg²⁺> K⁺không đồng dư (hình 2) (Hussin, 2016). Nồng

-

và HCO₃> Cl^-> SO₄^2-. NO₃và PO₄^3-trong độ (Na⁺+ K⁺) tăng dần và nồng độ (Ca²⁺

+

khoảng dưới 3 mg/L với tất cả các mẫu nước.

Mg²⁺) giảm dần từ nước thấm qua nền, nước hồ

Phân loại của các mẫu nước được thể hiện đến nước thấm qua thân. Tại mặt cắt MC3 và

qua giản đồ Piper (1944), trong đó thành phần mặt cắt MC4 (hình 1), piezometer thân ĐD2A

cation và anion chính được biểu diễn dưới dạng thể hiện thành phần ion như nước thấm qua nền

% đương lượng. Giản đồ Piper chỉ ra nước thấm và piezometer nền ĐD5 thể hiện thành phần ion

qua thân đập (trừ piezometer thân ĐD2A) thuộc như nước thấm qua thân, ngụ ý có thể có sự liên

phân loại nước Na-HCO₃, thường đặc trưng cho kết thủy lực của thân đập và nền đập trong khu

quá trình tương tác nước-đá và/hoặc phong hóa vực. Bên cạnh đó, điểm thấm nước trong và

khoáng không đồng dư. Nước thấm qua nền đập thấm có cát thuộc phân loại nước giống với

gồm piezometer nền (trừ piezometer nền ĐD5) nước thấm qua nền.

Hình 2. Giản đồ Piper của các mẫu nước

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 65 (6/2019)

111

Hình 3. Đồ thị TDS (mg/L) vs Na⁺/(Na⁺+Ca²⁺)

Đồ thị TDS (mg/L) vs Na⁺/(Na⁺+Ca²⁺) được Na⁺có thể được sinh ra từ phong hóa khoáng

đề xuất bởi Gibbs (1970) (Hussin, 2016) cung silicate. Tỷ số nồng độ (mmol/L) (Ca²⁺

+

-

cấp thông tin về các quá trình chi phối thành Mg²⁺)/HCO₃< 0,5 được thể hiện như hình 4b,

phần hóa học nước trong khu vực nghiên cứu. cho thấy quá trình trao đổi ion giữa Ca và/hoặc

Liên hệ giữa TDS và Na⁺/(Na⁺+Ca²⁺) cho thấy Mg trong nước với Na và/hoặc K trong đất đá có

tương tác nước-đá là quá trình chính ảnh hưởng thể là nguyên nhân dẫn đến sự suy giảm ion Ca²⁺

-

đến thành phần hóa học của các mẫu nước (hình và Mg²⁺so với ion HCO₃(Hussin, 2016). Tỷ số

-

3). Tỷ số Na⁺/(Na⁺+Ca²⁺) của hai điểm thấm tập Na⁺/Cl^-và (Ca²⁺+ Mg²⁺)/HCO₃của hai điểm

trung khá tương đồng với nước thấm qua nền.

thấm tập trung nằm trong khoảng nước thấm qua

Hình 4a minh họa tỷ số ion Na⁺/Cl^-của các nền. Nước thấm qua thân cho thấy sự suy giảm

mẫu. Na⁺/Cl^-> 1 với tất cả các mẫu, cho thấy ion Ca²⁺và Mg²⁺nhiều nhất trong các mẫu.

-

Hình 4. Biểu đồ Na⁺/Cl^-, (Ca²⁺+Mg²⁺)/HCO₃của các mẫu nước.

trong lưu vực như hóa hơi, ngưng tụ, tương tác

4.2. Kết quả thành phần đồng vị bền

Đồ thị tương quan δD – δ¹⁸O của các mẫu nước - đá và sự hòa trộn của các nguồn nước

được thể hiện trong hình 5 cùng với Đường khác nhau. Phương trình GMWL biểu diễn tương

nước mưa (RL) và Đường nước khí tượng toàn quan đồng vị bền của nước mưa trung bình trên

cầu - GMWL. Đồ thị là công cụ hữu ích cho toàn cầu và được đưa ra bởi Craig (1961): δD =

phép hiểu rõ các quá trình thủy văn liên quan 8δ¹⁸O + 10 (‰). Mối quan hệ giữa δD và δ¹⁸O

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 65 (6/2019)

112

của RL được biểu diễn theo phương trình: δD = trong khoảng 10% cho thấy nước mưa đã trải qua

7.66δ¹⁸O + 10.82 (‰). Độ dốc của RL nhỏ hơn quá trình bay hơi trong điều kiện độ ẩm dưới

độ dốc của GMWL (7.66 < 8) và hệ số chặn 85% trước khi bổ cập vào lưu vực (István, 2005).

Hình 5. Tương quan δD – δ¹⁸O của các mẫu nước trong khu vực nghiên cứu.

Nước piezometer thân và nền và nước hồ thấm tập trung nằm về bên trái GMWL với δ¹⁸O

nằm dọc theo RL và GMWL cho thấy nguồn suy giảm trong khi δD thay đổi không đáng kể

18

gốc chủ yếu từ nước khí tượng (hình 5) ít chịu (hình 5), có thể là kết quả của sự cân bằng O

ảnh hưởng bay hơi, do sự thay thế liên tục nước giữa CO₂hòa tan và nước ở nhiệt độ thấp,

hồ bởi dòng chảy vào (nước ngầm/nước mưa địa thường quan sát được trong các tầng nước ngầm

phương) và dòng chảy ra (Lesleigh, 2016).

giàu CO₂với thời gian tương tác nước - đá -

Nước giếng giảm áp và nước từ hai điểm CO₂dài (Pauline, 2014).

Hình 6. Tương quan Deuterium dư thừa (D-excess) và δ¹⁸O của các mẫu nước

Tương quan Deuterium dư thừa và δ¹⁸O của nguồn gốc hơi nước. Khi δ¹⁸O tăng Deuterium

các mẫu nước được thể hiện như hình 6. dư thừa giảm dần ngụ ý sự pha loãng với nước

Deuterium dư thừa được định nghĩa bằng d = mưa ảnh hưởng không nhỏ đến thành phần nước

δD - 8δ¹⁸O cung cấp thông tin về nguồn gốc hơi trong khu vực (Obed, 2016).

nước (Gat, 1983). Hầu hết các mẫu có giá trị

Deuterium dư thừa trên 10, cho thấy nguồn gốc HCO₃của các mẫu nước được biểu diễn như

hơi nước có liên quan đến sự đóng góp của hơi hình 7. Độ dẫn và nồng độ HCO₃tăng dần

Đồ thị tương quan giữa δ¹⁸O và độ dẫn,

-

nước tái tuần hoàn trên bề mặt lục địa. theo thứ tự Nước hồ (NH) > Nước thấm qua

Deuterium dư thừa tại hai vị trí thấm tập trung thân (ĐĐA)> Thấm có cát (RCC) > Thấm

khá tương đồng nhau và gần với nước thu tại nước trong (RNT) > Nước giếng giảm áp

giếng giảm áp cho thấy các mẫu có thể có chung (W) mà không có sự thay đổi nhiều về δ¹⁸O,

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 65 (6/2019)

113

cho thấy quá quá trình khoáng hóa tăng dần gần với nước thấm qua thân đập, trong khi

từ nước hồ đến nước thu tại các giếng giảm độ khoáng hóa của RNT gần với nước thấm

áp (Obed, 2016). Độ khoáng hóa của RCC qua nền.

-

Hình 7. Đồ thị độ dẫn (EC) vs δ¹⁸O và đồ thị δ¹⁸O vs HCO₃của các mẫu nước

4.3. Nhận xét về chế độ thấm của đập

Đặc trưng về thành phần ion và đồng vị bền

của các mẫu nước cung cấp thông tin cơ bản

nhất về chế độ thấm của đập. Nước hồ được

bổ cập từ nước mưa trong điều kiện độ ẩm

dưới 85%, ít chịu ảnh hưởng bởi bay hơi do sự

thay thế liên tục nước hồ bởi dòng chảy vào

(nước ngầm/nước mưa địa phương) và dòng

chảy ra. Dựa trên chênh áp thủy lực, nước hồ

thấm qua thân đập, hòa tan các thành phần

khoáng. Bên cạnh đó, quá trình trao đổi ion là

nguyên nhân chính dẫn dẫn sự suy giảm nồng

độ (Ca²⁺+ Mg²⁺) so với (Na⁺+ K⁺) trong

nước thấm qua thân đập. Nước nền đập

(piezometer nền và giếng giảm áp) được bổ

cập từ nước hồ, nước ngầm địa phương với

quá trình hòa tan khoáng chiếm ưu thế. Kết

quả phân tích đồng vị bền cho thấy nước thấm

qua nền tại các giếng giảm áp đặc trưng cho

nước ngầm giàu CO₂với thời gian tương tác

nước – đá – CO₂dài. Độ khoáng hóa tăng dần

từ nước hồ - nước thấm qua thân – nước thấm

qua nền. Mặt khác, tại mặt cắt MC3 và mặt cắt

MC4, piezometer thân ĐD2A thể hiện thành

phần ion như nước thấm qua nền và

piezometer nền ĐD5 thể hiện thành phần ion

như nước thấm qua thân, ngụ ý có thể có sự

liên thông thủy lực giữa thân đập và nền đập

như minh họa ở hình 8.

Hình 8. Minh họa cơ chế thấm qua đập tại

mặt cắt thứ 3 tính từ cửa xả

Kết quả phân tích ion và đồng vị bền kết hợp

với quan trắc thủy lực cho thấy nguồn gốc của

điểm thấm nước trong có thể từ nước thấm qua

nền chịu ảnh hưởng bởi nước ngầm địa phương.

Bên cạnh đó, tỷ số ion, phân loại nước, thành

phần đồng vị của điểm thấm cát rất tương đồng

với nước thấm qua nền, tuy nhiên, độ khoáng

hóa lại gần với nước thấm qua thân đập, ngụ ý

nguồn gốc nước có thể từ sự hòa trộn của nước

thấm qua thân và nền.

5. KẾT LUẬN

Thành phần đồng vị bền Deuterium và

Oxygen-18 cùng với các chỉ tiêu vật lý, hóa

học được ứng dụng để xác định đặc trưng của

nước thấm qua đập đất ĐN, từ đó đưa ra thông

tin cơ bản nhất về chế độ thấm của đập. Đối

tượng phân tích gồm các mẫu nước hồ, nước

thấm qua thân/nền đập và hai vị trí thấm tập

trung tại hạ lưu đập. Kết quả cho thấy nước hồ

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 65 (6/2019)

114

có nguồn gốc khí tượng, ít chịu ảnh hưởng bởi kết hợp với quan trắc thủy lực cho thấy

bay hơi. Nước từ hồ thấm qua thân đập bị chi nguồn gốc của điểm thấm nước trong có thể

phối bởi quá trình hòa tan khoáng và trao đổi từ nước thấm qua nền chịu ảnh hưởng bởi

ion. Nước nền đập được bổ cập từ nước hồ và nước ngầm địa phương và điểm thấm có cát

nước ngầm địa phương giàu CO₂. Độ khoáng có thể xuất phát từ sự hòa trộn của nước

hóa tăng dần từ nước hồ - nước thấm qua thân thấm qua thân và nền.

– nước thấm qua nền. Mặt khác, tại mặt cắt

MC3 và mặt cắt MC4, piezometer thân ĐD2A

Lời cảm ơn

Công trình được thực hiện tại Phòng thí

thể hiện thành phần ion như nước thấm qua nghiệm đánh dấu của Trung tâm Ứng dụng kỹ

nền và piezometer nền ĐD5 thể hiện thành thuật hạt nhân trong công nghiệp với kinh phí

phần ion như nước thấm qua thân, ngụ ý có do Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam cấp

thể có sự liên thông thủy lực giữa thân đập và thông qua đề tài mã số CS/18/06-01. Các tác

nền đập. Kêt quả phân tích ion và đồng vị bền giả xin trân trọng cảm ơn.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

J.R. Gat, R.E. Gonfiantini (1981), “Stable Isotope Hydrology: Deuterium and Oxygen-18 in the

Water Cycle”, IAEA Technical Report Series #210.

W.G. Mook (2001), “Environmental isotopes in the hydrological cycle, principles and

applications”, International Atomic Energy Agency (IAEA) and United Nations Educational,

Scientifc and Cultural Organization (UNESCO).

M. Gomaah, T. Meixner, E.A. Korany, H. Garamoon, M.A. Gomaa (2016), “Identifying the sources

and geochemical evolution of groundwater using stable isotopes and hydrogeochemistry in the

Quaternary aquifer in the area between Ismailia and el Kassara canals, Northeastern Egypt”,

Arab J Geosci, 9(6), pp. 437.

J.T. Lynn, M.C. Dianna, A.P. Jaime (2005), “Physical and Hydrochemical Evidence of Lake

Leakage near Jim Woodruff Lock and Dam and of Ground-Water Inflow to Lake Seminole, and

an Assessment of Karst Features in and near the Lake, Southwestern Georgia and Northwestern

Florida”, Scientific Investigations Report 2005–5084 (USGS).

C. P. Kumar (2013), “Hydrological Studies Using Isotopes”, International Journal of Innovative

Research & Development, 2(13), pp.8-15.

N. H. Hussin, I. Yusoff (2016), “Multivariate statistical analysis for identifying water quality and

hydrogeochemical evolution of shallow groundwater in Quaternary deposits in the Lower

Kelantan River Basin, Malaysian Peninsula”, Springer, 75(14), pp.1081.

F. István, (2005), “Processes behind the isotopic water line: water cycle and climate”, Studia

universitatis bases-bolyai, Physica.

A. Lesleigh, B. Max, A.B. John, A.S. Byron, P.F. Bruce, A.B. Mark, (2016), “Lake oxygen isotopes as

recorders of North American Rocky Mountain hydroclimate: Holocene patterns and variability at

multi-decadal to millennial time scales”, Global and Planetary Change, 137, pp.131–148.

H. Pauline, L. Julie, N. Philippe, L. Vincent, (2014), “CO²intrusion in freshwater aquifers: Review

of geochemical tracers and monitoring tools, classical uses and innovative approaches”,

Applied Geochemistry, 46, pp.95 – 108.

J.R. Gat, (1983), “Palaeoclimates and Palaeowaters: A Collection of Environmental Isotope

Studies: Proceedings of an Advisory Group Meeting on the Variations of the Isotopic

Composition of Precipitation and of Groundwater During the Quaternary as a Consequence of

Climatic Changes”, IAEA.

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 65 (6/2019)

115

F.F. Obed, M.Y. Sandow, P.C. Larry, B.Y. Gerald, (2016), “Evaluating groundwater recharge

processes using stable isotope signatures-the Nabogo catchment of the White Volta, Ghana”,

Arab J Geosci, 9(4), pp.1 - 15.

Abstract:

ASSESSMENT OF THE CHARACTERISTICS OF SEEPAGE WATER THROUGH

EARTH DAM BASED ON HYDROCHEMICAL AND STABLE ISOTOPE METHOD

The dam is a construction built to prevent water for hydropower/irrigation reservoirs. Water from

the reservoir seeps through the dam body/foundation will give information about seepage flow.

Understanding the characteristics of seepage flow through physical, chemical indicators helps to

give the most basic visualization of the permeability regime, thereby helping to control the seepage

effectively. The report presents some results of the application of hydrochemical and stable isotope

method to study the characteristics of seepage water through the homogeneous earth dam. Samples

of reservoir water, dam body water, dam foundation water, and two concentrated seepage points in

the downstream of the dam were analyzed for conductivity, pH, TDS, ionic components, stable

isotopes. The results showed that water from the lake seeps through the dam body is dominated by

the dissolution and ion exchange process. The dam foundation water is recharged by reservoir

water and local CO2 - rich groundwater. In addition, the results show that the dam foundation

water significantly contributes to the origin of the downstream concentrated seepage points.

Keywords: Stable isotope, hydrochemistry, seepage flow, earth dam.

Ngày nhận bài:

15/5/2019

Ngày chấp nhận đăng: 31/5/2019

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 65 (6/2019)

116