Tổng quan nghiên cứu

Huyện Mỹ Tú, tỉnh Sóc Trăng, nằm trong vùng Đồng bằng sông Cửu Long, là khu vực chịu ảnh hưởng nghiêm trọng của biến đổi khí hậu, đặc biệt là hiện tượng xâm nhập mặn. Với diện tích tự nhiên 36.815,56 ha và dân số nông thôn khoảng 25.799 hộ, huyện Mỹ Tú có vai trò quan trọng trong phát triển nông nghiệp và kinh tế xã hội của tỉnh. Hiện nay, Chi nhánh cấp nước huyện Mỹ Tú quản lý 18 trạm cấp nước tập trung với tổng công suất thiết kế 6.500 m³/ngày đêm, phục vụ hơn 13.500 hộ dân, tuy nhiên tỷ lệ thất thoát nước lên đến khoảng 18%. Tình trạng xâm nhập mặn ngày càng sâu, độ mặn nước ngầm tăng từ 2-10 lần vào mùa khô, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và nguồn cung cấp nước sạch sinh hoạt.

Mục tiêu nghiên cứu là đề xuất các giải pháp cấp nước bền vững cho huyện Mỹ Tú trong điều kiện xâm nhập mặn, nhằm nâng cao tỷ lệ dân nông thôn được sử dụng nước sạch đạt quy chuẩn quốc gia, hướng tới hoàn thành chỉ tiêu 17.1 chương trình xây dựng nông thôn mới. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào hệ thống cấp nước sinh hoạt do Chi nhánh cấp nước huyện Mỹ Tú quản lý, với thời gian khảo sát và phân tích dữ liệu chủ yếu từ năm 2015 đến 2019. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc đảm bảo an ninh nguồn nước, nâng cao chất lượng cuộc sống người dân và phát triển kinh tế xã hội bền vững trong bối cảnh biến đổi khí hậu và xâm nhập mặn ngày càng gia tăng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình về hệ thống cấp nước, phát triển bền vững công trình cấp nước và mô hình thủy lực mạng lưới cấp nước. Các khái niệm chính bao gồm:

  • Hệ thống cấp nước: Tổ hợp các công trình thu, xử lý, vận chuyển và phân phối nước đến người sử dụng, bao gồm nguồn nước mặt, nước ngầm, trạm bơm, trạm xử lý, bể chứa và mạng lưới đường ống.
  • Phát triển bền vững công trình cấp nước: Đánh giá dựa trên 6 tiêu chí gồm bền vững nguồn nước, công trình, kinh tế tài chính, sự tham gia cộng đồng, công nghệ và tổ chức quản lý.
  • Mô hình EPANET: Phần mềm mô phỏng thủy lực và chất lượng nước trong mạng lưới cấp nước, giúp tính toán lưu lượng, áp suất, tổn thất thủy lực và mô phỏng các kịch bản vận hành.

Ngoài ra, nghiên cứu tham khảo kinh nghiệm quốc tế về quản lý và khai thác nước sạch bền vững từ các quốc gia như Phần Lan, Malaysia và Singapore, nhằm áp dụng các giải pháp công nghệ và quản lý phù hợp với điều kiện địa phương.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu từ Chi nhánh cấp nước huyện Mỹ Tú, Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh môi trường nông thôn tỉnh Sóc Trăng, các báo cáo đo đạc chất lượng nước, khảo sát thực tế và phỏng vấn hộ dân.
  • Phương pháp phân tích: Sử dụng phương pháp thống kê mô tả để đánh giá hiện trạng cấp nước và tác động xâm nhập mặn; áp dụng phương pháp cho điểm trọng số để đánh giá mức độ bền vững của các giải pháp cấp nước; mô phỏng thủy lực mạng lưới cấp nước bằng phần mềm EPANET để tối ưu hóa thiết kế và vận hành hệ thống.
  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu thực hiện trong giai đoạn 2017-2019, bao gồm khảo sát hiện trạng, thu thập dữ liệu, mô phỏng và đề xuất giải pháp kỹ thuật, phi công trình và chính sách.

Cỡ mẫu khảo sát gồm hơn 300 hộ dân đại diện cho các xã trong huyện, lựa chọn theo phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên có chủ đích nhằm đảm bảo tính đại diện cho các vùng chịu ảnh hưởng khác nhau của xâm nhập mặn.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiện trạng cấp nước và chất lượng nước: Tỷ lệ hộ dân nông thôn được sử dụng nước hợp vệ sinh đạt 97,42%, trong đó 60,62% sử dụng nước đạt quy chuẩn quốc gia QCVN 02:2009/BYT. Tuy nhiên, hiệu suất hoạt động các công trình cấp nước tập trung chỉ đạt khoảng 45%, với 10/18 công trình hoạt động dưới 50% công suất thiết kế.

  2. Tác động của xâm nhập mặn: Độ mặn nước ngầm tại huyện Mỹ Tú tăng từ 2-10 lần vào mùa khô, với độ mặn cao nhất đo được là 1,3‰, vượt ngưỡng cho phép. Nước mặt cũng bị nhiễm mặn với độ mặn phổ biến 2‰, cao nhất lên đến 10,7‰ tại một số kênh chính. Xâm nhập mặn làm giảm chất lượng nguồn nước, tăng chi phí xử lý và gây áp lực lên hệ thống cấp nước ngầm.

  3. Nhu cầu sử dụng nước dự báo đến năm 2025: Tổng nhu cầu nước sinh hoạt và dịch vụ ước tính khoảng 14.900 m³/ngày đêm, tăng gần gấp đôi so với hiện tại, đòi hỏi nâng cấp công suất trạm xử lý và mở rộng mạng lưới cấp nước.

  4. Mô phỏng thủy lực bằng EPANET: Kết quả mô phỏng cho thấy mạng lưới cấp nước hiện tại có nhiều điểm áp suất thấp và tổn thất thủy lực cao, đặc biệt ở các khu vực xa trung tâm. Việc phân vùng mạng lưới và sử dụng các tuyến ống truyền tải riêng biệt giúp cải thiện áp suất và giảm thất thoát nước, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho quản lý vận hành.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của tình trạng cấp nước chưa bền vững là do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, đặc biệt là xâm nhập mặn làm suy giảm nguồn nước ngầm và nước mặt. So với các nghiên cứu trong khu vực Đồng bằng sông Cửu Long, mức độ xâm nhập mặn tại Mỹ Tú tương đối nghiêm trọng, đòi hỏi các giải pháp kỹ thuật và quản lý phù hợp.

Việc áp dụng mô hình EPANET giúp đánh giá chính xác các thông số thủy lực, từ đó đề xuất các phương án tối ưu hóa mạng lưới cấp nước, giảm thất thoát và nâng cao hiệu quả vận hành. Kinh nghiệm quốc tế cho thấy việc ứng dụng công nghệ hiện đại, kết hợp với quản lý xã hội hóa và truyền thông cộng đồng là yếu tố then chốt để phát triển hệ thống cấp nước bền vững.

Các số liệu về nhu cầu sử dụng nước và chất lượng nước được trình bày chi tiết qua bảng tổng hợp và biểu đồ áp suất mạng lưới, giúp minh họa rõ ràng các điểm nghẽn và tiềm năng cải thiện hệ thống.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Đầu tư nâng cấp và xây dựng mới các trạm xử lý nước công suất lớn: Ưu tiên khai thác nguồn nước mặt từ sông Hậu qua Kênh 8 Thước với công suất thiết kế khoảng 14.900 m³/ngày đêm, đáp ứng nhu cầu đến năm 2025. Thời gian thực hiện trong 3-5 năm, do Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh môi trường nông thôn tỉnh Sóc Trăng chủ trì.

  2. Ứng dụng công nghệ xử lý nước RO cho khu vực bị nhiễm mặn: Triển khai hệ thống lọc nước RO công nghiệp cho các trạm cấp nước tập trung và máy lọc RO cho hộ dân phân tán, đảm bảo chất lượng nước đầu ra đạt QCVN 01:2009/BYT. Thời gian thực hiện 1-2 năm, phối hợp với các nhà cung cấp công nghệ và chính quyền địa phương.

  3. Phân vùng mạng lưới cấp nước và tối ưu hóa vận hành bằng phần mềm EPANET: Tách mạng lưới thành các khu vực riêng biệt, sử dụng các tuyến ống truyền tải phù hợp để giảm tổn thất thủy lực và tăng áp suất nước. Đào tạo nhân lực vận hành sử dụng phần mềm để giám sát và điều chỉnh hệ thống liên tục. Thời gian triển khai 1 năm, do đơn vị quản lý cấp nước thực hiện.

  4. Tăng cường công tác truyền thông và nâng cao nhận thức cộng đồng: Thực hiện các chương trình truyền thông thường xuyên về lợi ích sử dụng nước sạch, bảo vệ nguồn nước và thích ứng với biến đổi khí hậu. Mục tiêu nâng cao tỷ lệ sử dụng nước sạch đạt chuẩn trên 80% trong 3 năm tới, do UBND huyện phối hợp với Trung tâm truyền thông thực hiện.

  5. Hoàn thiện cơ chế chính sách và huy động nguồn lực xã hội hóa: Xây dựng chính sách ưu đãi, hỗ trợ tín dụng cho các dự án cấp nước, khuyến khích doanh nghiệp tư nhân tham gia đầu tư và quản lý hệ thống cấp nước. Thời gian thực hiện trong 2 năm, do Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn phối hợp với các sở ngành liên quan.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên nước và môi trường: Sử dụng luận văn để xây dựng chính sách, quy hoạch phát triển cấp nước bền vững, đặc biệt trong điều kiện biến đổi khí hậu và xâm nhập mặn.

  2. Các đơn vị cấp nước và quản lý vận hành hệ thống cấp nước nông thôn: Áp dụng các giải pháp kỹ thuật, mô hình mô phỏng thủy lực và phương pháp quản lý vận hành hiệu quả nhằm nâng cao chất lượng dịch vụ và giảm thất thoát nước.

  3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành kỹ thuật môi trường, cấp thoát nước: Tham khảo cơ sở lý thuyết, phương pháp nghiên cứu và kết quả mô phỏng để phát triển các đề tài nghiên cứu tiếp theo về cấp nước bền vững.

  4. Các tổ chức phi chính phủ và doanh nghiệp đầu tư trong lĩnh vực nước sạch: Đánh giá tiềm năng đầu tư, lựa chọn công nghệ phù hợp và xây dựng các dự án cấp nước thích ứng với điều kiện xâm nhập mặn và biến đổi khí hậu.

Câu hỏi thường gặp

  1. Xâm nhập mặn ảnh hưởng như thế nào đến hệ thống cấp nước huyện Mỹ Tú?
    Xâm nhập mặn làm tăng độ mặn nước ngầm và nước mặt, gây suy giảm chất lượng nguồn nước, tăng chi phí xử lý và làm giảm hiệu suất hoạt động của các công trình cấp nước tập trung. Ví dụ, độ mặn nước ngầm tăng từ 2-10 lần vào mùa khô, ảnh hưởng trực tiếp đến nguồn nước sinh hoạt.

  2. Giải pháp công nghệ nào được đề xuất để xử lý nước nhiễm mặn?
    Công nghệ lọc RO (Reverse Osmosis) được đề xuất cho cả các trạm cấp nước tập trung và hộ dân phân tán, với khả năng xử lý độ mặn dưới 2‰, đảm bảo nước đầu ra đạt quy chuẩn quốc gia về nước sinh hoạt.

  3. Phần mềm EPANET có vai trò gì trong nghiên cứu này?
    EPANET được sử dụng để mô phỏng thủy lực mạng lưới cấp nước, giúp xác định lưu lượng, áp suất, tổn thất thủy lực và tối ưu hóa thiết kế, vận hành hệ thống nhằm giảm thất thoát và nâng cao hiệu quả cấp nước.

  4. Làm thế nào để nâng cao nhận thức cộng đồng về sử dụng nước sạch?
    Thông qua các chương trình truyền thông thường xuyên, tập huấn, hội thảo và phối hợp với chính quyền địa phương để nâng cao hiểu biết về lợi ích sử dụng nước sạch và bảo vệ nguồn nước, từ đó tăng tỷ lệ sử dụng nước đạt chuẩn.

  5. Các chính sách nào cần được hoàn thiện để phát triển cấp nước bền vững?
    Cần xây dựng chính sách ưu đãi, hỗ trợ tín dụng cho các dự án cấp nước, khuyến khích xã hội hóa, thu hút doanh nghiệp tư nhân tham gia đầu tư và quản lý, đồng thời đảm bảo nguồn vốn bền vững cho bảo trì và nâng cấp hệ thống.

Kết luận

  • Đánh giá hiện trạng cho thấy hệ thống cấp nước huyện Mỹ Tú đang hoạt động với hiệu suất trung bình 45%, chịu ảnh hưởng nghiêm trọng của xâm nhập mặn làm suy giảm chất lượng nước và tăng chi phí vận hành.
  • Nhu cầu sử dụng nước sạch dự báo tăng gần gấp đôi đến năm 2025, đòi hỏi nâng cấp công suất trạm xử lý và mở rộng mạng lưới cấp nước tập trung.
  • Mô hình EPANET giúp tối ưu hóa thiết kế và vận hành mạng lưới, giảm tổn thất thủy lực và cải thiện áp suất nước tại các khu vực xa trung tâm.
  • Đề xuất các giải pháp kỹ thuật, phi công trình và chính sách nhằm nâng cao tính bền vững của hệ thống cấp nước, thích ứng với biến đổi khí hậu và xâm nhập mặn.
  • Khuyến nghị các bước tiếp theo bao gồm triển khai công nghệ xử lý nước RO, hoàn thiện cơ chế chính sách, tăng cường truyền thông và đào tạo nhân lực quản lý vận hành.

Luận văn cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn để các cơ quan quản lý, đơn vị cấp nước và các bên liên quan triển khai các giải pháp cấp nước bền vững, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống và phát triển kinh tế xã hội huyện Mỹ Tú trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng phức tạp.