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

: δD = 
8δ18O + 10 (‰). Mối quan hệ giữa δD và δ18O 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 65 (6/2019) 113 
của RL được biểu diễn theo phương trình: δD = 
7.66δ18O + 10.82 (‰). Độ dốc của RL nhỏ hơn 
độ dốc của GMWL (7.66 < 8) và hệ số chặn 
trong khoảng 10% cho thấy nước mưa đã trải qua 
quá trình bay hơi trong điều kiện độ ẩm dưới 
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 
nằm dọc theo RL và GMWL cho thấy nguồn 
gốc chủ yếu từ nước khí tượng (hình 5) ít chịu 
ảnh hưởng bay hơi, do sự thay thế liên tục nước 
hồ bởi dòng chảy vào (nước ngầm/nước mưa địa 
phương) và dòng chảy ra (Lesleigh, 2016). 
Nước giếng giảm áp và nước từ hai điểm 
thấm tập trung nằm về bên trái GMWL với δ18O 
suy giảm trong khi δD thay đổi không đáng kể 
(hình 5), có thể là kết quả của sự cân bằng 18O 
giữa CO2 hòa tan và nước ở nhiệt độ thấp, 
thường quan sát được trong các tầng nước ngầm 
giàu CO2 với thời gian tương tác nước - đá - 
CO2 dài (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 
các mẫu nước được thể hiện như hình 6. 
Deuterium dư thừa được định nghĩa bằng d = 
δD - 8δ18O cung cấp thông tin về nguồn gốc hơi 
nước (Gat, 1983). Hầu hết các mẫu có giá trị 
Deuterium dư thừa trên 10, cho thấy nguồn gốc 
hơi nước có liên quan đến sự đóng góp của hơi 
nước tái tuần hoàn trên bề mặt lục địa. 
Deuterium dư thừa tại hai vị trí thấm tập trung 
khá tương đồng nhau và gần với nước thu tại 
giếng giảm áp cho thấy các mẫu có thể có chung 
nguồn gốc hơi nước. Khi δ18O tăng Deuterium 
dư thừa giảm dần ngụ ý sự pha loãng với nước 
mưa ảnh hưởng không nhỏ đến thành phần nước 
trong khu vực (Obed, 2016). 
Đồ thị tương quan giữa δ18O và độ dẫn, 
HCO3
- của các mẫu nước được biểu diễn như 
hình 7. Độ dẫn và nồng độ HCO3
- tăng dần 
theo thứ tự Nước hồ (NH) > Nước thấm qua 
thân (ĐĐA)> Thấm có cát (RCC) > Thấm 
nước trong (RNT) > Nước giếng giảm áp 
(W) mà không có sự thay đổi nhiều về δ18O, 
 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 65 (6/2019) 114 
cho thấy quá quá trình khoáng hóa tăng dần 
từ nước hồ đến nước thu tại các giếng giảm 
áp (Obed, 2016). Độ khoáng hóa của RCC 
gần với nước thấm qua thân đập, trong khi 
độ khoáng hóa của RNT gần với nước thấm 
qua nền. 
Hình 7. Đồ thị độ dẫn (EC) vs δ18O và đồ thị δ18O vs HCO3
- của 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 CO2 với thời gian tương tác 
nước – đá – CO2 dài. 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) 115 
có nguồn gốc khí tượng, ít chịu ảnh hưởng bởi 
bay hơi. 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. 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. Kêt 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 và điểm thấm có cát 
có thể xuất phát từ sự hòa trộn của nước 
thấm qua thân và nền. 
Lời cảm ơn 
Công trình được thực hiện tại Phòng thí 
nghiệm đánh dấu của Trung tâm Ứng dụng kỹ 
thuật hạt nhân trong công nghiệp với kinh phí 
do Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam cấp 
thông qua đề tài mã số CS/18/06-01. Các tác 
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), “CO2 intrusion 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) 116 
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