Tổng quan nghiên cứu

Lưu vực sông Cái, tỉnh Ninh Thuận, với chiều dài khoảng 120 km và diện tích lưu vực gần 3.043 km², đóng vai trò quan trọng trong cung cấp nước sinh hoạt, tưới tiêu nông nghiệp và điều tiết lũ cho toàn tỉnh. Theo số liệu quan trắc giai đoạn 2012-2019, chất lượng nước mặt tại lưu vực này có dấu hiệu biến động, đặc biệt là sự gia tăng ô nhiễm hữu cơ và vi sinh vật gây hại như Coliform vượt quy chuẩn quốc gia tại một số vị trí như kênh Bắc nhánh Phan Rang và nhánh Ninh Hải. Nguồn ô nhiễm chủ yếu xuất phát từ nước thải sinh hoạt chưa được xử lý tập trung, nước thải công nghiệp, hoạt động nông nghiệp và ảnh hưởng địa chất đặc thù với hàm lượng Fe cao.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá và dự báo chất lượng nước trên lưu vực sông Cái đến năm 2025 và tầm nhìn đến năm 2035, làm cơ sở khoa học cho việc xây dựng các chương trình quản lý, bảo vệ nguồn nước đạt tiêu chuẩn quốc gia QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Phạm vi nghiên cứu tập trung trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận, với các phân đoạn thượng nguồn và hạ nguồn được đánh giá theo các tiêu chuẩn chất lượng nước phù hợp với mục đích sử dụng khác nhau. Nghiên cứu có ý nghĩa thiết thực trong việc kiểm soát ô nhiễm, bảo vệ môi trường nước và phát triển kinh tế xã hội bền vững cho tỉnh Ninh Thuận.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn áp dụng các lý thuyết và mô hình đánh giá chất lượng nước dựa trên chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index - WQI), một công cụ định lượng tổng hợp các thông số vật lý, hóa học và sinh học để đánh giá mức độ ô nhiễm và khả năng sử dụng nguồn nước. Các mô hình WQI phổ biến trên thế giới như NSF-WQI (Mỹ), WQI-CCME (Canada) và các mô hình địa phương tại Việt Nam được tham khảo để xây dựng hệ thống đánh giá phù hợp với điều kiện lưu vực sông Cái.

Ngoài ra, mô hình thủy văn và thủy lực MIKE 11 được sử dụng để mô phỏng dòng chảy, lan truyền ô nhiễm và dự báo chất lượng nước theo các kịch bản phát triển kinh tế xã hội đến năm 2035. Các khái niệm chính bao gồm: khả năng tiếp nhận nước thải, sức chịu tải của lưu vực, các thông số ô nhiễm chủ yếu (DO, BOD, NH₄⁺, NO₃⁻, PO₄³⁻, Coliform), và các tiêu chuẩn chất lượng nước mặt theo QCVN.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm số liệu quan trắc chất lượng nước mặt giai đoạn 2012-2019 do Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường tỉnh Ninh Thuận cung cấp, số liệu về hoạt động khai thác, sử dụng nước, các nguồn thải sinh hoạt, công nghiệp và nông nghiệp trên lưu vực. Cỡ mẫu quan trắc gồm hơn 20 điểm lấy mẫu phân bố dọc lưu vực, được chọn theo phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên có trọng số nhằm đảm bảo đại diện cho các vùng thượng nguồn, trung lưu và hạ lưu.

Phương pháp phân tích bao gồm thống kê mô tả, phân tích xu hướng biến động các thông số ô nhiễm, và mô hình hóa thủy văn-thủy lực kết hợp mô hình chất lượng nước MIKE 11 để dự báo các kịch bản phát triển kinh tế xã hội đến năm 2025 và 2035. Quá trình hiệu chỉnh mô hình dựa trên số liệu thực đo lưu lượng và chất lượng nước tại các trạm quan trắc chính. Timeline nghiên cứu kéo dài từ năm 2018 đến 2021, bao gồm thu thập dữ liệu, phân tích, mô phỏng và đề xuất giải pháp quản lý.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Chất lượng nước hiện trạng: Giai đoạn 2012-2019, 11/14 thông số tại đoạn thượng nguồn đạt giới hạn cho phép theo cột A2 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT, tuy nhiên các thông số TSS, Fe và Coliform vượt giới hạn, đặc biệt tại các điểm quan trắc từ tháng 5 đến tháng 12 có xu hướng tăng cao đột biến. Tại đoạn hạ nguồn, 11/14 thông số đạt giới hạn cột B1, các thông số vượt gồm TSS, Fe, COD và Coliform.

  2. Ô nhiễm hữu cơ và vi sinh vật: Nồng độ DO thấp và BOD tăng dần qua các năm tại kênh Bắc nhánh Phan Rang và nhánh Ninh Hải, Coliform vượt quy chuẩn lên đến 1.677 lần tại khu vực Mương Cổ, cho thấy ô nhiễm vi sinh nghiêm trọng. Nguồn gốc ô nhiễm chủ yếu từ nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý và nước thải công nghiệp.

  3. Dự báo chất lượng nước đến năm 2035: Mô hình dự báo cho thấy nếu không có biện pháp kiểm soát, các thông số ô nhiễm như BOD, NH₄⁺, PO₄³⁻ sẽ tiếp tục tăng, làm giảm khả năng sử dụng nước cho sinh hoạt và nông nghiệp. Các kịch bản phát triển kinh tế xã hội với mức độ kiểm soát khác nhau cho thấy khả năng tiếp nhận nước thải của lưu vực sẽ bị quá tải nếu không có giải pháp quản lý hiệu quả.

  4. Khả năng tiếp nhận và sức chịu tải: Tải lượng ô nhiễm tối đa cho phép tại các đoạn sông chính được xác định, trong đó đoạn từ thượng nguồn đến hợp lưu với sông Ông có khả năng chịu tải cao hơn so với đoạn hạ nguồn. Tuy nhiên, các khu vực gần các cụm công nghiệp và khu dân cư tập trung có nguy cơ ô nhiễm vượt mức chịu tải.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của ô nhiễm là do sự gia tăng dân số, phát triển kinh tế chưa đồng bộ với hệ thống xử lý nước thải, đặc biệt là nước thải sinh hoạt chưa được thu gom và xử lý tập trung. So sánh với các nghiên cứu tương tự tại các lưu vực sông khác ở Việt Nam cho thấy tình trạng ô nhiễm hữu cơ và vi sinh vật là phổ biến, nhưng mức độ vượt chuẩn tại lưu vực sông Cái là đáng báo động.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ diễn biến nồng độ các thông số DO, BOD, Coliform theo thời gian và bản đồ phân bố ô nhiễm không gian để minh họa rõ ràng vùng ô nhiễm tập trung. Kết quả mô hình MIKE 11 cung cấp cơ sở khoa học cho việc dự báo và lập kế hoạch quản lý nguồn nước hiệu quả, phù hợp với mục tiêu phát triển bền vững của tỉnh Ninh Thuận.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tập trung tại các khu dân cư trọng điểm, đặc biệt là thành phố Phan Rang - Tháp Chàm và các thị trấn chưa có hệ thống xử lý, nhằm giảm tải lượng ô nhiễm hữu cơ và vi sinh vật. Thời gian thực hiện: 3-5 năm, chủ thể: chính quyền địa phương phối hợp với các nhà đầu tư.

  2. Tăng cường kiểm soát và xử lý nước thải công nghiệp bằng việc nâng cấp hệ thống xử lý tại các khu, cụm công nghiệp, đồng thời giám sát chặt chẽ việc xả thải ra môi trường. Mục tiêu giảm nồng độ BOD, COD và các chất ô nhiễm khác xuống dưới ngưỡng quy chuẩn. Thời gian: 2-4 năm, chủ thể: Sở Tài nguyên và Môi trường, Ban quản lý các khu công nghiệp.

  3. Phát triển mạng lưới quan trắc chất lượng nước tự động và liên tục trên lưu vực sông Cái, bao gồm các trạm quan trắc tại các điểm hợp lưu và vùng ô nhiễm cao để kịp thời phát hiện và xử lý sự cố ô nhiễm. Thời gian: 1-3 năm, chủ thể: Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường tỉnh.

  4. Tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng và đào tạo kỹ thuật về bảo vệ nguồn nước, xử lý nước thải tại hộ gia đình và các cơ sở sản xuất nhỏ lẻ. Mục tiêu giảm thiểu xả thải trực tiếp ra môi trường. Thời gian: liên tục, chủ thể: các tổ chức xã hội, trường học, chính quyền địa phương.

  5. Xây dựng và thực hiện các kịch bản quản lý nguồn nước linh hoạt dựa trên mô hình dự báo chất lượng nước, đảm bảo cân bằng giữa phát triển kinh tế xã hội và bảo vệ môi trường. Thời gian: 5 năm, chủ thể: Sở Kế hoạch và Đầu tư, Sở Tài nguyên và Môi trường.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, quy hoạch và các chương trình quản lý chất lượng nước hiệu quả trên lưu vực sông Cái.

  2. Các nhà nghiên cứu và học thuật trong lĩnh vực kỹ thuật tài nguyên nước: Tham khảo phương pháp đánh giá, mô hình hóa và dự báo chất lượng nước, cũng như các giải pháp quản lý ô nhiễm phù hợp với điều kiện Việt Nam.

  3. Doanh nghiệp và nhà đầu tư trong các khu công nghiệp, nông nghiệp: Áp dụng các khuyến nghị về xử lý nước thải và quản lý môi trường nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực đến nguồn nước và nâng cao trách nhiệm xã hội.

  4. Cộng đồng dân cư và tổ chức xã hội: Nâng cao nhận thức về bảo vệ nguồn nước, tham gia giám sát và thực hiện các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm nước sinh hoạt và môi trường sống.

Câu hỏi thường gặp

  1. Chỉ số chất lượng nước (WQI) là gì và tại sao quan trọng?
    WQI là chỉ số tổng hợp đánh giá chất lượng nước dựa trên nhiều thông số vật lý, hóa học và sinh học. Nó giúp định lượng mức độ ô nhiễm và khả năng sử dụng nước, hỗ trợ quản lý và ra quyết định bảo vệ nguồn nước.

  2. Nguyên nhân chính gây ô nhiễm nước tại lưu vực sông Cái là gì?
    Ô nhiễm chủ yếu do nước thải sinh hoạt chưa xử lý tập trung, nước thải công nghiệp, hoạt động nông nghiệp và đặc điểm địa chất với hàm lượng Fe cao, gây ô nhiễm hữu cơ và vi sinh vật vượt chuẩn.

  3. Mô hình MIKE 11 được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu?
    MIKE 11 mô phỏng dòng chảy và lan truyền ô nhiễm trong lưu vực, giúp dự báo chất lượng nước theo các kịch bản phát triển kinh tế xã hội, từ đó đề xuất các giải pháp quản lý phù hợp.

  4. Các giải pháp quản lý chất lượng nước được đề xuất có thể thực hiện trong bao lâu?
    Các giải pháp như xây dựng hệ thống xử lý nước thải, nâng cấp công nghiệp, phát triển mạng lưới quan trắc có thể thực hiện trong khoảng 1-5 năm tùy theo quy mô và nguồn lực.

  5. Làm thế nào cộng đồng có thể tham gia bảo vệ nguồn nước?
    Cộng đồng có thể tham gia thông qua việc nâng cao nhận thức, thực hiện xử lý nước thải tại hộ gia đình, giám sát xả thải và phối hợp với chính quyền trong các hoạt động bảo vệ môi trường.

Kết luận

  • Đã đánh giá hiện trạng và dự báo chất lượng nước lưu vực sông Cái đến năm 2035, xác định các thông số ô nhiễm vượt chuẩn và khu vực ô nhiễm tập trung.
  • Mô hình MIKE 11 hiệu quả trong mô phỏng dòng chảy và lan truyền ô nhiễm, hỗ trợ dự báo và lập kế hoạch quản lý nguồn nước.
  • Khả năng tiếp nhận nước thải và sức chịu tải của lưu vực có giới hạn, cần kiểm soát chặt chẽ các nguồn thải để bảo vệ chất lượng nước.
  • Đề xuất các giải pháp quản lý, xử lý nước thải và phát triển mạng lưới quan trắc nhằm giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ nguồn nước bền vững.
  • Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho các cơ quan quản lý, doanh nghiệp và cộng đồng trong việc bảo vệ và sử dụng hiệu quả nguồn nước lưu vực sông Cái.

Next steps: Triển khai các giải pháp quản lý, hoàn thiện hệ thống quan trắc và tiếp tục nghiên cứu cập nhật dữ liệu để điều chỉnh chính sách phù hợp.

Call to action: Các bên liên quan cần phối hợp chặt chẽ để thực hiện các khuyến nghị nhằm bảo vệ nguồn nước và phát triển kinh tế xã hội bền vững cho tỉnh Ninh Thuận.