Tổng quan nghiên cứu

Huyện Tân Biên, tỉnh Tây Ninh, với diện tích 860,97 km² và dân số khoảng 97.176 hộ, là khu vực biên giới có vị trí chiến lược quan trọng về kinh tế, văn hóa và quốc phòng. Tuy nhiên, tỷ lệ người dân tiếp cận nguồn nước sạch đạt quy chuẩn quốc gia (QCVN 02:2009/BYT) còn thấp, chỉ khoảng 26,49%. Hệ thống cấp nước hiện tại gồm 18 công trình với công suất thiết kế từ 100-150 m³/ngày đêm, tổng công suất hoạt động khoảng 2.418 m³/ngày đêm, chưa đáp ứng đủ nhu cầu sinh hoạt và phát triển kinh tế - xã hội. Địa hình đồi núi, địa hình dốc thoải và sự phân bố không đồng đều của nguồn nước dưới đất gây khó khăn trong việc xây dựng hệ thống cấp nước tập trung và liên kết mạng lưới.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá chất lượng, trữ lượng nguồn nước và tình hình cấp nước tại huyện Tân Biên, từ đó đề xuất giải pháp cấp nước tối ưu, bền vững, phù hợp với điều kiện địa phương và đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế, thương mại, dịch vụ, du lịch và công nghiệp. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào 9 xã và thị trấn Tân Biên, với dữ liệu thu thập từ năm 2016 đến 2018. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao tỷ lệ người dân sử dụng nước sạch đạt chuẩn, giảm thiểu thất thoát nước, ứng phó với biến đổi khí hậu và suy kiệt nguồn nước dưới đất.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình quản lý hệ thống cấp nước, bao gồm:

  • Mô hình quản lý cấp nước phân tán và tập trung: Phân tích ưu nhược điểm của hệ thống cấp nước độc lập từng khu vực so với hệ thống cấp nước tập trung quy mô lớn, nhằm lựa chọn mô hình phù hợp với điều kiện địa phương.
  • Mô hình mô phỏng thủy lực mạng lưới cấp nước: Sử dụng phần mềm WaterGEMS, Epanet và WaterCad để mô phỏng lưu lượng, áp suất, chất lượng nước và hiệu suất vận hành hệ thống.
  • Phân tích chi phí - lợi ích (CBA): Đánh giá hiệu quả kinh tế của các phương án cấp nước dựa trên tổng chi phí đầu tư, vận hành và lợi ích sức khỏe, môi trường, kinh tế.
  • Khái niệm chính: Nguồn nước mặt và nước dưới đất, tiêu chuẩn chất lượng nước QCVN 02:2009/BYT, QCVN 08-MT:2015/BTNMT, tỷ lệ thất thoát nước, công suất thiết kế và vận hành, mô hình quản lý đơn vị sự nghiệp, doanh nghiệp và cộng đồng.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu thực tế từ Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh môi trường nông thôn tỉnh Tây Ninh, Sở Tài nguyên và Môi trường, các công trình cấp nước tại huyện Tân Biên, số liệu quan trắc chất lượng nước mặt và nước dưới đất năm 2016.
  • Phương pháp phân tích:
    • Mô phỏng thủy lực mạng lưới cấp nước bằng phần mềm Epanet để đánh giá áp suất, lưu lượng, khả năng đáp ứng nhu cầu.
    • Phân tích chi phí - lợi ích (CBA) với các kịch bản khác nhau, tính giá trị hiện tại ròng (NPV) để xác định tính khả thi kinh tế.
    • Đánh giá chất lượng nước dựa trên các chỉ tiêu pH, hàm lượng sắt, vi khuẩn, độ đục so với tiêu chuẩn QCVN.
  • Timeline nghiên cứu: Thu thập và phân tích dữ liệu từ năm 2016 đến 2018, mô phỏng và đề xuất giải pháp trong năm 2018.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Chất lượng nguồn nước: Nguồn nước mặt từ Hồ Tha La và Kênh Tây có chất lượng tương đối tốt, phần lớn các chỉ tiêu đạt giới hạn A2 theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Tuy nhiên, một số chỉ tiêu như TSS, BOD5, COD và NH4 vượt nhẹ giới hạn. Nước dưới đất có chất lượng tốt, nhưng pH thấp và hàm lượng sắt cao hơn tiêu chuẩn cho phép, cần xử lý phù hợp trước khi sử dụng.

  2. Hiệu quả hệ thống cấp nước hiện tại: 18 công trình cấp nước nông thôn với tổng công suất thiết kế khoảng 2.418 m³/ngày đêm chỉ đáp ứng được 24% nhu cầu dân cư, tỷ lệ thất thoát nước khoảng 27%. Công suất thực tế khai thác vượt 100% công suất thiết kế, gây quá tải và giảm hiệu quả vận hành.

  3. Mô hình quản lý và vận hành: Ba mô hình chính gồm đơn vị sự nghiệp công lập, doanh nghiệp và cộng đồng được áp dụng. Mô hình đơn vị sự nghiệp chiếm đa số (68/87 hệ thống), đảm bảo chất lượng nước theo quy chuẩn nhưng gặp khó khăn về nguồn lực bảo dưỡng. Mô hình doanh nghiệp có chi phí sản xuất cao, không phù hợp với vùng nông thôn và biên giới. Mô hình cộng đồng có ưu điểm về chi phí và sự gắn kết người dân nhưng thiếu sự quản lý chặt chẽ, dễ gây ô nhiễm và giá nước cao.

  4. Phân tích chi phí - lợi ích các phương án cấp nước: Ba phương án cấp nước được đề xuất:

    • Phương án 1: Sử dụng nguồn nước mặt từ Hồ Tha La, ưu điểm là chất lượng nước tốt, chi phí vận hành thấp do địa hình thuận lợi, nhưng chi phí đầu tư cao do xây dựng trạm bơm và đường ống dài 15 km.
    • Phương án 2: Sử dụng nguồn nước mặt từ Kênh Tây, trữ lượng dồi dào, chất lượng nước tương đối tốt, nhưng chi phí vận hành cao do địa hình dốc và phải xây dựng trạm bơm, bể chứa.
    • Phương án 3: Sử dụng nguồn nước dưới đất, chi phí đầu tư thấp, chất lượng nước cần xử lý, phù hợp cho quy mô nhỏ và vừa.

Thảo luận kết quả

Kết quả mô phỏng thủy lực cho thấy phương án sử dụng nguồn nước mặt từ Hồ Tha La có áp suất và lưu lượng ổn định hơn, giảm thiểu thất thoát nước và chi phí năng lượng bơm so với phương án sử dụng Kênh Tây. Tuy nhiên, chi phí đầu tư ban đầu cao hơn do khoảng cách dẫn nước lớn. Phương án sử dụng nước dưới đất phù hợp với các xã có địa hình đồi núi và nguồn nước phong phú, nhưng cần đầu tư công nghệ xử lý để đảm bảo chất lượng.

So sánh với các nghiên cứu trong ngành, việc kết hợp mô hình quản lý đơn vị sự nghiệp với sự tham gia của cộng đồng sẽ nâng cao hiệu quả vận hành và giảm chi phí. Việc áp dụng phần mềm mô phỏng thủy lực Epanet giúp tối ưu hóa thiết kế mạng lưới, giảm thất thoát nước và nâng cao chất lượng dịch vụ cấp nước.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh chi phí - lợi ích các phương án, bảng phân tích chất lượng nước và biểu đồ mô phỏng áp suất, lưu lượng mạng lưới cấp nước.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng hệ thống cấp nước tập trung sử dụng nguồn nước mặt Hồ Tha La: Triển khai trong vòng 3-5 năm, ưu tiên đầu tư trạm bơm, bể chứa và mạng lưới đường ống dài 15 km, nhằm đảm bảo cung cấp nước sạch ổn định cho toàn huyện.

  2. Áp dụng công nghệ xử lý nước tiên tiến: Đầu tư công nghệ xử lý phù hợp để xử lý nước mặt và nước dưới đất, đảm bảo chất lượng nước đạt QCVN 02:2009/BYT, giảm thiểu chi phí vận hành và bảo trì.

  3. Tối ưu hóa quản lý và vận hành hệ thống cấp nước: Kết hợp mô hình quản lý đơn vị sự nghiệp công lập với sự tham gia của cộng đồng, áp dụng hệ thống giám sát tự động và phần mềm mô phỏng thủy lực để giảm thất thoát nước xuống dưới 15% trong 5 năm tới.

  4. Phát triển mạng lưới cấp nước liên kết các xã và thị trấn: Xây dựng mạng lưới liên kết giữa các công trình cấp nước hiện hữu, nâng cao khả năng cung cấp nước cho các vùng khó khăn, đặc biệt là các xã có địa hình đồi núi.

  5. Tăng cường đào tạo và nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các chương trình đào tạo về bảo vệ nguồn nước, sử dụng tiết kiệm nước và bảo dưỡng hệ thống cấp nước cho người dân và cán bộ quản lý.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên nước và môi trường: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, quy hoạch phát triển hệ thống cấp nước bền vững, ứng phó biến đổi khí hậu.

  2. Các đơn vị vận hành và quản lý hệ thống cấp nước: Áp dụng mô hình quản lý và công nghệ mô phỏng thủy lực để tối ưu hóa vận hành, giảm thất thoát và nâng cao chất lượng dịch vụ.

  3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành kỹ thuật môi trường, cấp thoát nước: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, mô hình mô phỏng và phân tích chi phí - lợi ích trong lĩnh vực cấp nước.

  4. Các tổ chức phi chính phủ và cộng đồng dân cư: Nâng cao nhận thức về bảo vệ nguồn nước, tham gia quản lý và vận hành hệ thống cấp nước cộng đồng hiệu quả.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao tỷ lệ người dân tiếp cận nước sạch ở huyện Tân Biên còn thấp?
    Do hệ thống cấp nước hiện tại có công suất hạn chế, mạng lưới chưa liên kết đồng bộ, địa hình đồi núi phức tạp và nguồn nước dưới đất bị suy kiệt, chưa được khai thác hiệu quả.

  2. Phần mềm mô phỏng thủy lực nào được sử dụng trong nghiên cứu?
    Phần mềm Epanet được lựa chọn vì khả năng mô phỏng đa dạng nguồn nước, tính toán hiệu suất bơm và chi phí năng lượng, phù hợp với điều kiện kinh phí hạn chế.

  3. Các phương án cấp nước được đề xuất có ưu nhược điểm gì?
    Phương án sử dụng nguồn nước mặt Hồ Tha La có chất lượng nước tốt và chi phí vận hành thấp nhưng đầu tư ban đầu cao. Phương án Kênh Tây có trữ lượng lớn nhưng chi phí vận hành cao. Phương án nước dưới đất chi phí thấp nhưng cần xử lý chất lượng nước.

  4. Làm thế nào để giảm thất thoát nước trong hệ thống cấp nước?
    Áp dụng công nghệ giám sát tự động, tái cấu trúc mạng lưới đường ống, sử dụng van điều tiết áp lực và nâng cao ý thức cộng đồng trong bảo vệ hệ thống.

  5. Giải pháp nào giúp ứng phó với biến đổi khí hậu trong cấp nước?
    Ưu tiên khai thác nguồn nước mặt, xây dựng hệ thống dự trữ nước, áp dụng công nghệ xử lý tiên tiến và phát triển mạng lưới cấp nước linh hoạt, bền vững.

Kết luận

  • Đánh giá thực trạng cấp nước huyện Tân Biên cho thấy tỷ lệ tiếp cận nước sạch đạt khoảng 24%, hệ thống hiện tại chưa đáp ứng đủ nhu cầu phát triển.
  • Nguồn nước mặt Hồ Tha La và Kênh Tây có chất lượng tốt, nước dưới đất cần xử lý phù hợp trước khi sử dụng.
  • Mô hình quản lý đơn vị sự nghiệp kết hợp cộng đồng là hướng đi hiệu quả, giảm chi phí và nâng cao chất lượng dịch vụ.
  • Phân tích chi phí - lợi ích cho thấy phương án sử dụng nguồn nước mặt Hồ Tha La là tối ưu về lâu dài.
  • Đề xuất triển khai giải pháp cấp nước tập trung, áp dụng công nghệ xử lý tiên tiến và tối ưu hóa quản lý vận hành trong 3-5 năm tới.

Hành động tiếp theo: Các cơ quan quản lý và đơn vị vận hành cần phối hợp triển khai các giải pháp đề xuất, đồng thời tăng cường đào tạo và nâng cao nhận thức cộng đồng để đảm bảo hiệu quả và bền vững của hệ thống cấp nước huyện Tân Biên.