Luận văn thạc sĩ nghiên cứu các giải pháp đảm bảo an toàn chất lượng nước và phát triển bền vững hệ thống cấp nước sông quao tỉnh bình thuận môi trường 84403

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu giải pháp đảm bảo an toàn chất lượng nước và phát triển bền vững hệ thống cấp nước sông Quao, Bình Thuận.

• Tác giả: Trần Thị Kim Hoàn
• Người hướng dẫn: GS. Đặng Trung Thuận
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Môi trường và Phát triển Bền vững
• Đề tài: Giải Pháp Đảm Bảo An Toàn Chất Lượng Nước và Phát Triển Bền Vững Hệ Thống Cấp Nước Sông Quao
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• Danh mục các bảng
• Danh mục các hình
• Bảng ký hiệu các chữ viết tắt
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Vai trò và tầm quan trọng của tài nguyên nước
• 1.1.1. Tài nguyên nước
• 1.1.2. Vai trò chủ yếu của nước đối với sự sống
• 1.1.3. Những vấn đề liên quan đến nước
• 1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu liên quan đến đề tài
• 1.2.1. Trên thế giới
• 1.3. Tài nguyên nước tỉnh Bình Thuận và thực trạng khai thác sử dụng
• 1.3.1. Thực trạng khai thác sử dụng tài nguyên nước tỉnh Bình Thuận
• 1.4. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Hàm Thuận Bắc
• 1.4.1. Điều kiện tự nhiên
• 1.4.2. Điều kiện kinh tế - xã hội
• 1.5. Hệ thống cấp nước sông Quao
• 1.5.1. Lịch sử hình thành và phát triển hệ thống
• 1.5.2. Hồ chứa nước sông Quao
• 1.5.3. Kênh chính sông Quao – Cà Giang
• 1.5.4. Hồ chứa nước Cẩm Hang
• 1.5.5. Nhà máy nước Cà Giang
• 2. CHƯƠNG 2: MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Khung logic nghiên cứu
• 2.3.2. Cách tiếp cận nghiên cứu
• 2.3.3. Phương pháp nghiên cứu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước của hệ thống cấp nước sông Quao
• 3.1.1. Đánh giá chất lượng nước theo QCVN 08-MT : 2015/BTNMT
• 3.1.2. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước hệ thống cấp nước sông Quao theo WQI
• 3.2. Các yếu tố ảnh hưởng và tác động đến hệ thống cấp nước sông Quao
• 3.2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến hạng mục công trình
• 3.2.2. Nguồn thải đổ vào hệ thống cấp nước sông Quao - Cà Giang
• 3.3. Đề xuất các giải pháp quản lý tổng hợp, đảm bảo an toàn chất lượng nước và phát triển bền vững hệ thống cấp nước sông Quao
• 3.3.1. Giải pháp, biện pháp công trình đầu mối dọc tuyến kênh dẫn
• 3.3.2. Giải pháp quản lý, bảo vệ tài nguyên và chất lượng nước kênh dẫn và các hồ ở cuối hệ thống
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Đảm Bảo An Toàn Chất Lượng Nước Sông Quao

Tài nguyên nước đóng vai trò then chốt trong sự sống và phát triển kinh tế - xã hội. Ở Việt Nam, vấn đề quản lý tài nguyên nước trở nên cấp bách hơn bao giờ hết do tình trạng phân bố không đều, ô nhiễm gia tăng và ảnh hưởng của biến đổi khí hậu. Bình Thuận, một tỉnh ven biển Nam Trung Bộ, phải đối mặt với tình trạng khan hiếm nước, đặc biệt trong mùa khô. Hệ thống cấp nước sông Quao, cung cấp nước cho thành phố Phan Thiết và khu vực lân cận, đang chịu áp lực lớn từ các hoạt động kinh tế - xã hội và ô nhiễm môi trường. Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá hiện trạng chất lượng nước sông Quao và đề xuất các giải pháp để đảm bảo an toàn chất lượng nước và phát triển bền vững hệ thống này. Trích dẫn: "Bình Thuận là một trong số các tỉnh có nguồn tài nguyên nước mặt thấp nhất nước ta."

1.1. Tầm Quan Trọng Của Tài Nguyên Nước Khía Cạnh Môi Trường

Nước không chỉ thiết yếu cho sự sống mà còn là yếu tố then chốt duy trì cân bằng sinh thái. Hệ sinh thái nước ngọt đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa khí hậu, cung cấp nguồn lợi thủy sản và duy trì đa dạng sinh học. Ô nhiễm nguồn nước gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến các hệ sinh thái này, đe dọa sự tồn tại của nhiều loài sinh vật và làm suy giảm các dịch vụ hệ sinh thái. Việc bảo vệ chất lượng nước là yếu tố then chốt để đảm bảo một môi trường sống lành mạnh và bền vững cho cả con người và tự nhiên. Nghiên cứu chỉ ra mối liên hệ chặt chẽ giữa chỉ số phát triển con người HDI và việc bảo vệ môi trường, tài nguyên nước.

1.2. Ảnh Hưởng Đến Lương Thực Vai Trò Của Nguồn Nước Sông Quao

Nông nghiệp phụ thuộc lớn vào nguồn nước tưới tiêu. Việc thiếu nước hoặc chất lượng nước kém có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất cây trồng và an ninh lương thực. Ở Bình Thuận, nơi nông nghiệp đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế, hệ thống cấp nước sông Quao đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo nguồn nước tưới cho các vùng trồng trọt, đặc biệt là thanh long – một trong những cây trồng chủ lực của tỉnh. Việc quản lý hiệu quả nguồn nước sông Quao là yếu tố quan trọng để duy trì và phát triển ngành nông nghiệp bền vững.

II. Thực Trạng Thách Thức An Toàn Nguồn Nước Sông Quao Hiện Nay

Hệ thống cấp nước sông Quao đang đối mặt với nhiều thách thức lớn, đe dọa đến an toàn chất lượng nước. Ô nhiễm từ các hoạt động nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt đang gia tăng, gây áp lực lên nguồn nước mặt và nước ngầm. Tình trạng xâm nhập mặn cũng là một vấn đề đáng lo ngại, đặc biệt trong mùa khô. Bên cạnh đó, cơ sở hạ tầng cấp nước xuống cấp, thất thoát nước cao và hệ thống quản lý chưa hiệu quả cũng góp phần làm trầm trọng thêm tình hình. Việc đánh giá đúng thực trạng và xác định các nguyên nhân gây ô nhiễm là bước quan trọng để đề xuất các giải pháp phù hợp. Các kết quả quan trắc năm 2013, 2014 cho thấy nguồn nước có dấu hiệu ô nhiễm cục bộ chất hữu cơ.

2.1. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Chất Lượng Nước Phân Tích Cụ Thể

Chất lượng nước sông Quao chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm: (1) Nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư dọc theo sông và kênh dẫn; (2) Nước thải công nghiệp từ các nhà máy, xí nghiệp trong khu vực; (3) Nước thải nông nghiệp chứa dư lượng phân bón và thuốc trừ sâu; (4) Hoạt động nuôi trồng thủy sản không kiểm soát; (5) Biến đổi khí hậu làm thay đổi chế độ dòng chảy và tăng nguy cơ xâm nhập mặn. Việc xác định nguồn gốc và mức độ ô nhiễm của từng yếu tố là cần thiết để có các biện pháp xử lý hiệu quả.

2.2. Tác Động Đến Hệ Thống Cấp Nước Các Vấn Đề Hiện Hữu

Ô nhiễm nguồn nước gây ra nhiều tác động tiêu cực đến hệ thống cấp nước sông Quao, bao gồm: (1) Tăng chi phí xử lý nước để đạt tiêu chuẩn an toàn chất lượng nước; (2) Giảm hiệu suất hoạt động của các nhà máy nước; (3) Tăng nguy cơ xuất hiện các chất độc hại trong nước sinh hoạt; (4) Gây ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng; (5) Suy giảm chất lượng nước trong các kênh dẫn, ảnh hưởng đến hoạt động tưới tiêu và các mục đích sử dụng khác.

III. Giải Pháp Đảm Bảo An Toàn Chất Lượng Nước Sông Quao Bền Vững

Để giải quyết các thách thức nêu trên và đảm bảo an toàn chất lượng nước sông Quao một cách bền vững, cần có một hệ thống các giải pháp đồng bộ và toàn diện, bao gồm: (1) Quản lý nguồn thải, kiểm soát chặt chẽ các hoạt động gây ô nhiễm; (2) Nâng cấp cơ sở hạ tầng cấp nước, giảm thất thoát nước; (3) Áp dụng công nghệ xử lý nước tiên tiến, hiệu quả; (4) Tăng cường năng lực quản lý và giám sát chất lượng nước; (5) Nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ nguồn nước. Sự tham gia của tất cả các bên liên quan, từ chính quyền, doanh nghiệp đến cộng đồng dân cư, là yếu tố then chốt để thành công.

3.1. Quản Lý Nguồn Thải Kiểm Soát Ô Nhiễm Đầu Nguồn Hiệu Quả

Giải pháp quan trọng hàng đầu là kiểm soát chặt chẽ các nguồn thải gây ô nhiễm nguồn nước. Cần xây dựng và thực thi các quy định nghiêm ngặt về xả thải, yêu cầu các doanh nghiệp và cơ sở sản xuất phải xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn trước khi xả ra môi trường. Tăng cường kiểm tra, giám sát hoạt động xả thải và xử lý nghiêm các trường hợp vi phạm. Khuyến khích sử dụng các công nghệ sản xuất sạch hơn, thân thiện với môi trường. Thực hiện các biện pháp quản lý chất thải rắn hiệu quả, ngăn ngừa tình trạng xả rác bừa bãi xuống sông và kênh dẫn.

3.2. Nâng Cấp Hạ Tầng Cấp Nước Giảm Thất Thoát Tăng Hiệu Quả

Cần đầu tư nâng cấp cơ sở hạ tầng cấp nước hiện có, thay thế các đường ống cũ kỹ, xuống cấp để giảm thất thoát nước. Xây dựng các trạm xử lý nước hiện đại, áp dụng công nghệ xử lý tiên tiến để loại bỏ các chất ô nhiễm và đảm bảo nước đạt tiêu chuẩn chất lượng. Tăng cường hệ thống giám sát và điều khiển từ xa để phát hiện và xử lý kịp thời các sự cố. Khuyến khích sử dụng các thiết bị tiết kiệm nước trong sinh hoạt và sản xuất.

IV. Ứng Dụng Công Nghệ Giải Pháp Xử Lý Nước Tiên Tiến Tại Sông Quao

Việc ứng dụng công nghệ xử lý nước tiên tiến đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng nước sông Quao. Các công nghệ như màng lọc, ozone hóa, than hoạt tính và công nghệ sinh học có thể được áp dụng để loại bỏ các chất ô nhiễm khó phân hủy, kim loại nặng và vi sinh vật gây bệnh. Việc lựa chọn công nghệ phù hợp cần dựa trên đặc điểm nguồn nước, yêu cầu xử lý và chi phí đầu tư.

4.1. Công Nghệ Màng Lọc Loại Bỏ Chất Ô Nhiễm Hiệu Quả

Công nghệ màng lọc, bao gồm màng siêu lọc (UF), màng nano (NF) và màng thẩm thấu ngược (RO), có khả năng loại bỏ các chất ô nhiễm có kích thước nhỏ, bao gồm vi khuẩn, virus, chất hữu cơ và kim loại nặng. Công nghệ này đang được ứng dụng rộng rãi trong các nhà máy nước để sản xuất nước sạch và an toàn. Việc áp dụng công nghệ màng lọc cho hệ thống cấp nước sông Quao có thể giúp nâng cao đáng kể chất lượng nước đầu ra.

4.2. Ứng Dụng Hệ Thống NEOWE Tiết Kiệm và Bảo Vệ Nguồn Nước

Hệ thống NEOWE (Newater) được đề xuất như một giải pháp quản lý nước thải hiệu quả. Hệ thống này tập trung vào việc tái sử dụng nước thải sau khi đã qua xử lý, giảm thiểu lượng nước thải đổ vào nguồn nước tự nhiên và tiết kiệm nguồn nước sạch. Áp dụng NEOWE có thể giúp giải quyết bài toán thiếu nước, đặc biệt trong mùa khô, đồng thời giảm áp lực lên hệ thống xử lý nước thải hiện có.

V. Quản Lý Tổng Hợp Hướng Tới Phát Triển Bền Vững Hệ Thống Sông Quao

Quản lý tổng hợp tài nguyên nước là phương pháp tiếp cận toàn diện, xem xét tất cả các yếu tố liên quan đến nguồn nước, từ khai thác, sử dụng đến bảo vệ và phục hồi. Phương pháp này nhấn mạnh sự phối hợp giữa các ngành, các cấp chính quyền và các bên liên quan để đạt được mục tiêu chung là sử dụng nước một cách hiệu quả, công bằng và bền vững.

5.1. Giải Pháp Quản Lý Bảo Vệ Tài Nguyên và Chất Lượng Nước

Cần xây dựng và thực hiện các kế hoạch quản lý tổng hợp tài nguyên nước cho hệ thống sông Quao, bao gồm các mục tiêu cụ thể về chất lượng nước, lượng nước, sử dụng nước và bảo vệ môi trường. Phân bổ nguồn nước hợp lý cho các mục đích sử dụng khác nhau, đảm bảo ưu tiên cho nhu cầu sinh hoạt. Kiểm soát chặt chẽ các hoạt động khai thác cát sỏi trên sông để tránh gây xói lở bờ sông và ảnh hưởng đến chất lượng nước.

5.2. Nâng Cao Nhận Thức Vai Trò Cộng Đồng Trong Bảo Vệ Nguồn Nước

Nâng cao nhận thức cộng đồng về tầm quan trọng của việc bảo vệ nguồn nước và sử dụng nước tiết kiệm. Tổ chức các hoạt động tuyên truyền, giáo dục về bảo vệ môi trường và tài nguyên nước. Khuyến khích cộng đồng tham gia vào các hoạt động giám sát chất lượng nước và báo cáo các hành vi gây ô nhiễm. Hỗ trợ cộng đồng thực hiện các biện pháp bảo vệ nguồn nước tại hộ gia đình và cộng đồng.

VI. Kết Luận Đảm Bảo An Toàn Nguồn Nước Cho Tương Lai Sông Quao

Việc đảm bảo an toàn chất lượng nước và phát triển bền vững hệ thống cấp nước sông Quao là một nhiệm vụ cấp bách và lâu dài. Cần có sự chung tay của tất cả các bên liên quan để thực hiện các giải pháp đồng bộ và toàn diện. Bằng cách quản lý hiệu quả nguồn thải, nâng cấp cơ sở hạ tầng, ứng dụng công nghệ tiên tiến và nâng cao nhận thức cộng đồng, chúng ta có thể bảo vệ nguồn nước quý giá này cho các thế hệ tương lai.

6.1. Kiến Nghị Giải Pháp Cụ Thể Cho Hệ Thống Cấp Nước

Đề xuất các kiến nghị cụ thể cho chính quyền địa phương và các cơ quan chức năng liên quan, bao gồm: (1) Xây dựng và thực hiện các quy định nghiêm ngặt về bảo vệ nguồn nước; (2) Tăng cường đầu tư cho công tác quản lý và bảo vệ tài nguyên nước; (3) Khuyến khích ứng dụng các công nghệ xử lý nước tiên tiến; (4) Nâng cao năng lực cho đội ngũ cán bộ quản lý tài nguyên nước; (5) Tăng cường hợp tác quốc tế trong lĩnh vực quản lý tài nguyên nước.

6.2. Tương Lai Bền Vững Tiếp Tục Nghiên Cứu và Ứng Dụng

Cần tiếp tục nghiên cứu và đánh giá hiệu quả của các giải pháp đã được triển khai, đồng thời tìm kiếm các giải pháp mới, sáng tạo để giải quyết các thách thức ngày càng phức tạp về quản lý tài nguyên nước. Chú trọng đến việc ứng dụng các kết quả nghiên cứu khoa học vào thực tiễn, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý và bảo vệ nguồn nước sông Quao.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Nguồn tài nguyên nước mặt tại tỉnh Bình Thuận thuộc nhóm thấp nhất cả nước với lượng mưa trung bình hàng năm chỉ đạt khoảng 1.180 mm (dao động từ 850 mm ở khu vực phía Bắc đến 1.450 mm ở khu vực phía Nam), phân bố rất bất đối xứng giữa các mùa. Nhu cầu sử dụng nước trong mùa khô chiếm từ 66,12% đến 68,8% tổng nhu cầu cả năm, tạo áp lực khổng lồ lên hệ thống các công trình thủy lợi trong điều kiện nguồn nước ngầm bị hạn chế và nhiễm mặn cục bộ (lượng khai thác chỉ đạt 118.679 m3/ngày đêm, tương đương khoảng 2% tổng lượng nước khai thác toàn tỉnh). Hồ chứa nước Sông Quao được xây dựng từ năm 1988 đến năm 1997 tại xã Hàm Trí, huyện Hàm Thuận Bắc, sở hữu diện tích lưu vực 296 km2 và dung tích toàn bộ đạt 80 triệu m3 (dung tích hữu ích 67,30 triệu m3). Đây là công trình đa mục tiêu giữ vai trò sống còn đối với an ninh nguồn nước khu vực trung tâm tỉnh, đảm nhiệm cung cấp nước tưới cho 8.120 ha đất canh tác lúa, thanh long, đồng thời là nguồn cấp nước thô chủ đạo cho Nhà máy nước Cà Giang (công suất 24.360 m3/ngày đêm) và hỗ trợ Nhà máy nước Phan Thiết (công suất 25.000 m3/ngày đêm), phục vụ tổng công suất cấp nước đô thị đạt 53.360 m3/ngày đêm cho hơn 173.252 người dân.

Tuy nhiên, áp lực từ tốc độ gia tăng dân số, sự bùng nổ của diện tích chuyên canh cây thanh long và quá trình xả thải sinh hoạt dọc tuyến kênh chính dài 24,68 km đang làm suy giảm nghiêm trọng chất lượng nguồn nước thô. Mục tiêu trọng tâm của nghiên cứu là đánh giá toàn diện mức độ an toàn chất lượng nước theo chỉ số WQI và quy chuẩn QCVN 08-MT:2015/BTNMT, khảo sát tình trạng hư hỏng xuống cấp của 102 hạng mục công trình trên kênh, từ đó đề xuất hệ thống giải pháp kỹ thuật, quản trị tích hợp khả thi nhằm phát triển bền vững hệ thống cấp nước sông Quao giai đoạn 2018-2025 và tầm nhìn 2030.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn tiếp cận vấn đề dựa trên hai lý thuyết nền tảng: Lý thuyết Phát triển bền vững và Khung Quản lý tổng hợp tài nguyên nước (IWRM). Theo tuyên bố của Hội đồng Nước Thế giới (WWC), bản chất của các thách thức hiện nay là "khủng hoảng về quản trị ngành nước", đòi hỏi sự cân bằng chặt chẽ giữa phát triển kinh tế, an sinh xã hội và bảo vệ hệ sinh thái thủy vực. Khung lý thuyết IWRM nhìn nhận tài nguyên nước trong một thể thống nhất hữu cơ từ đầu nguồn đến cuối nguồn, nhấn mạnh nguyên tắc "phát triển đáp ứng nhu cầu hiện tại không tổn hại tương lai". Mọi hoạt động kinh tế - xã hội trên bề mặt lưu vực như canh tác nông nghiệp, chăn nuôi hay sinh hoạt đều có mối liên hệ tác động dây chuyền tới chế độ dòng chảy và chất lượng nước hạ lưu.

Nghiên cứu tập trung vào 4 khái niệm khoa học then chốt:

1. An toàn nguồn nước (Water Security): Trạng thái bảo đảm đầy đủ về số lượng và đạt chuẩn về chất lượng phục vụ sinh kế và sản xuất.
2. Sức tải môi trường nước (Water Carrying Capacity): Khả năng tự làm sạch và dung nạp tải lượng ô nhiễm của hồ chứa và kênh dẫn.
3. Chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index - WQI): Phương pháp toán học tích hợp nhiều thông số lý hóa - vi sinh thành một giá trị đơn lẻ để đánh giá mức độ sạch của nguồn nước.
4. Kế hoạch cấp nước an toàn (Water Safety Plan): Phương thức quản lý rủi ro toàn diện từ lưu vực thu nước, công trình chuyển tải đến nhà máy xử lý.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của nghiên cứu bao gồm số liệu thứ cấp từ chuỗi quan trắc 2013-2016 của Chi cục Bảo vệ Môi trường tỉnh Bình Thuận, Công ty Khai thác Công trình Thủy lợi Bình Thuận và dữ liệu điều tra thực địa được thực hiện từ ngày 19/5/2017 đến ngày 26/5/2017.

Cỡ mẫu nghiên cứu gồm 14 vị trí lấy mẫu chiến lược được bố trí theo không gian:

• 04 điểm lấy mẫu tại hồ: H1 và H2 tại lòng hồ Sông Quao (khu vực trước tràn xả và cống lấy nước), H3 tại hồ Cẩm Hang (dung tích 1,193 triệu m3) và H4 tại hồ Cà Giang (ngay cửa lấy nước vào Nhà máy nước Cà Giang).
• 10 điểm lấy mẫu dọc tuyến kênh: K1 đến K10 trải dài từ cống đầu mối kênh chính, qua các cầu giao thông (cầu Trắng, cầu Km21, cầu Trung Liêm, cầu Km7), dọc tuyến kênh nhánh N33 đến kênh Đông.

Phương pháp chọn mẫu theo tuyến dòng chảy kết hợp điểm giao cắt các khu vực phát sinh nguồn thải dân sinh và nông nghiệp được lựa chọn vì tính chất đại diện cao, giúp kiểm chứng chính xác sự biến thiên ô nhiễm dọc theo chiều dài 24,68 km của kênh chính. Việc phân tích chất lượng nước được thực hiện qua hai công cụ:

• So sánh đối chiếu với QCVN 08-MT:2015/BTNMT (cột A2 cho mục đích cấp nước sinh hoạt sau xử lý, cột B1 cho mục đích tưới tiêu nông nghiệp).
• Tính toán chỉ số WQI theo Quyết định số 879/QĐ-TCMT ngày 01/7/2011 của Tổng cục Môi trường với 8 thông số: pH, DO, TSS, COD, BOD5, N-NH4+, P-PO43- và Tổng Coliform. Lý do lựa chọn WQI là khả năng trực quan hóa mức độ ô nhiễm phức tạp thành các phân vùng màu sắc cụ thể (xanh dương, xanh lá cây, vàng, da cam, đỏ), hỗ trợ đắc lực cho công tác ra quyết định quản lý.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phân tích dữ liệu thực nghiệm đã chỉ ra 4 phát hiện quan trọng về hệ thống cấp nước sông Quao:

Thứ nhất, chất lượng nước trong lòng hồ Sông Quao (vị trí H1, H2) duy trì ở mức tương đối tốt với giá trị WQI đạt từ 76 đến 88 điểm (phân vùng màu xanh lá cây), phù hợp cho mục đích cấp nước sinh hoạt sau khi áp dụng công nghệ xử lý thông thường theo cột A2 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Nồng độ oxy hòa tan (DO) tại hồ đạt mức cao từ 6,2 đến 7,1 mg/l, độ pH ổn định trong khoảng 6,8 - 7,4.

Thứ hai, chất lượng nước bị suy giảm nghiêm trọng dọc theo tuyến kênh chính dẫn nước. Tại các điểm K4 (cầu Trung Liêm) và K7 (đầu kênh N33), chỉ số WQI giảm xuống mức 51-68 điểm (phân vùng màu vàng - chỉ dùng cho tưới tiêu). Nồng độ các chất ô nhiễm hữu cơ tăng vọt: chỉ số COD tăng từ 35% đến 58% so với đầu kênh K1, nồng độ BOD5 tăng từ 1,8 mg/l tại hồ lên mức 4,2 - 5,6 mg/l tại hạ lưu kênh, và hàm lượng Tổng Coliform tại một số điểm vượt từ 2,5 đến 4 lần giới hạn cho phép của cột A2.

Thứ ba, hồ tiếp nhận Cà Giang (H4) và hồ Cẩm Hang (H3) có dấu hiệu tích tụ chất dinh dưỡng và chất rắn lơ lửng. Hàm lượng phosphate (P-PO43-) tại hồ Cà Giang dao động từ 0,15 đến 0,38 mg/l, tổng chất rắn lơ lửng (TSS) trong mùa mưa vượt ngưỡng 30 mg/l, tạo nguy cơ phú dưỡng hóa và gây bồi lắng lòng hồ (dung tích hữu ích hiện hữu chỉ còn khoảng 523.000 m3).

Thứ tư, về mặt kết cấu kỹ thuật, qua khảo sát có nhiều đoạn kênh hở đi qua vùng đất tàn tích bị sạt trượt mái ta luy nghiêm trọng. Tỷ lệ rò rỉ và thất thoát nước trên toàn tuyến ước tính từ 15% đến 20% so với lưu lượng thiết kế đầu kênh Qtk = 13,5 m3/s, đồng thời 102 hạng mục công trình điều tiết trên kênh đã xuống cấp, làm giảm đáng kể năng lực tải nước cuối kênh (chỉ còn Q = 2,0 m3/s).

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi dẫn đến sự suy thoái chất lượng nước dọc hệ thống sông Quao bắt nguồn từ việc kênh chính đi qua các vùng sản xuất nông nghiệp thâm canh cao (huyện Hàm Thuận Bắc có 124.479 ha đất nông nghiệp, trong đó 30.826 ha trồng cây hàng năm và thanh long). Nước mưa chảy tràn cuốn theo dư lượng phân bón chứa nitơ, photpho và thuốc bảo vệ thực vật trực tiếp xuống dòng kênh hở. Thêm vào đó, hơn 141.727 người dân nông thôn (chiếm 81,80% dân số toàn huyện) sinh sống ven kênh xả nước thải sinh hoạt và nước thải chăn nuôi chưa qua xử lý xuống lòng dẫn.

Khi so sánh với các nghiên cứu điển hình trên thế giới như hồ Laguna de Bay (Philippines) hay hồ Okeechobee (Mỹ), tình trạng ô nhiễm phân tán từ nông nghiệp và thiếu hành lang bảo vệ kênh dẫn luôn là rào cản lớn nhất đối với các hệ thống cấp nước hở.

Dữ liệu nghiên cứu được trực quan hóa rất hiệu quả qua các biểu đồ biến thiên nồng độ COD, BOD5, Coliform dọc tuyến từ K1 đến K10 và bản đồ phân vùng WQI theo mùa. Đồ thị thể hiện rõ quy luật tích lũy ô nhiễm dạng bậc thang: chất lượng nước đạt đỉnh sạch tại thượng lưu đập chính Sông Quao, giảm dần khi đi qua các cụm dân cư xã Hàm Trí, Thuận Hòa, và chạm mức cảnh báo ô nhiễm hữu cơ khi về đến hồ Cà Giang trước cửa thu nước nhà máy. Điều này khẳng định kênh hở không có đê bao cách ly chính là "mắt xích yếu nhất" trong chuỗi cung ứng nước sạch của địa phương.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm giải quyết triệt để các nguy cơ ô nhiễm và đảm bảo an ninh nguồn nước, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp chiến lược:

1. Kiên cố hóa và cải tạo hạ tầng công trình kênh dẫn: Công ty TNHH MTV Khai thác Công trình Thủy lợi Bình Thuận cần chủ trì thi công lát mái bê tông cốt thép kết hợp công nghệ ô địa kỹ thuật NEOWEB cho toàn bộ 24,68 km tuyến kênh chính và kênh nhánh N33; tiến hành nạo vét bùn bồi lắng tại hồ Cà Giang nhằm khôi phục dung tích hữu ích 523.000 m3; nâng cấp hệ thống cống điều tiết và 4 đập phụ hồ Sông Quao, đặt mục tiêu giảm tỷ lệ thất thoát nước xuống dưới 10% trong giai đoạn 2018-2022.
2. Thiết lập hành lang bảo vệ nguồn nước và xử lý nước thải phân tán: UBND huyện Hàm Thuận Bắc phối hợp Sở Tài nguyên và Môi trường cắm mốc chỉ giới hành lang an toàn nguồn nước từ 5 đến 10 m dọc hai bên bờ kênh chính; nghiêm cấm các hoạt động xây dựng chuồng trại, rửa bình bơm thuốc trừ sâu ven kênh; hỗ trợ 100% các hộ chăn nuôi xây dựng hầm biogas; kiểm soát việc sử dụng hóa chất nông nghiệp trên 30.826 ha cây trồng, nhằm giảm 25-30% lượng chất hữu cơ và vi sinh thải vào nguồn nước giai đoạn 2020-2025.
3. Hiện đại hóa hệ thống quan trắc và cảnh báo ô nhiễm tự động: Chi cục Bảo vệ Môi trường tỉnh Bình Thuận đầu tư lắp đặt 02 trạm quan trắc tự động liên tục (online) đo DO, COD, pH, TSS tại cống đầu kênh Sông Quao (K1) và trạm bơm cấp nước Cà Giang (H4); đồng thời duy trì quan trắc định kỳ 4 đợt/năm tại 14 vị trí trọng điểm để kích hoạt quy trình ngắt dòng hoặc xử lý sự cố kịp thời.
4. Hoàn thiện thể chế quản lý tổng hợp và cơ chế tài chính bền vững: Ban Quản lý Lưu vực sông Quao triển khai chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng đối với 37.332 ha rừng phòng hộ đầu nguồn; thu phí bảo vệ môi trường đối với các cơ sở sản xuất tiểu thủ công nghiệp và áp dụng mô hình liên ngành giữa thủy lợi, tài nguyên môi trường và các nhà máy cấp nước sạch trong giai đoạn 2020-2030.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và quy hoạch: Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Bình Thuận cùng UBND huyện Hàm Thuận Bắc có thể sử dụng các số liệu và bản đồ WQI trong luận văn làm cơ sở pháp lý để phê duyệt hành lang bảo vệ nguồn nước và điều chỉnh quy hoạch sử dụng đất lúa, đất chuyên canh thanh long đến năm 2030.
2. Đơn vị quản lý, khai thác công trình thủy lợi và cấp nước: Công ty TNHH MTV Khai thác Công trình Thủy lợi Bình Thuận và Công ty Cổ phần Bình Hiệp (Nhà máy nước Cà Giang) áp dụng các thông số tính toán thủy lực, mức độ bồi lắng và rò rỉ để lập kế hoạch duy tu định kỳ 102 hạng mục công trình, đảm bảo an toàn cấp nước thô 24.360 m3/ngày đêm.
3. Các viện nghiên cứu, trường đại học và học viên chuyên ngành: Giảng viên, sinh viên và nghiên cứu sinh thuộc ngành Môi trường, Quản lý Tài nguyên Nước, Kỹ thuật Hạ tầng có thể khai thác phương pháp luận tích hợp WQI 8 thông số và mô hình quản lý IWRM áp dụng cho các vùng bán khô hạn đặc thù ở Nam Trung Bộ.
4. Cộng đồng doanh nghiệp và hợp tác xã nông nghiệp: Các doanh nghiệp sản xuất nông nghiệp quy mô lớn và hợp tác xã thanh long trên địa bàn lưu vực 296 km2 tham khảo các đánh giá về tải lượng phân bón, thuốc bảo vệ thực vật để chuyển đổi sang mô hình nông nghiệp sinh thái tuần hoàn, giảm thiểu tác động tiêu cực đến nguồn nước chung.

Câu hỏi thường gặp

Hệ thống cấp nước sông Quao giữ vai trò quan trọng như thế nào đối với tỉnh Bình Thuận?
Hồ Sông Quao có dung tích 80 triệu m3, cung cấp nước tưới cho 8.120 ha đất nông nghiệp và là nguồn nước thô duy nhất phục vụ hơn 53.360 m3/ngày đêm nước sinh hoạt cho TP. Phan Thiết và huyện Hàm Thuận Bắc, giải quyết căn bản tình trạng khô hạn điểm cực Nam Trung Bộ.

Chỉ số WQI trong luận văn được xác định thông qua những thông số kỹ thuật nào?
Chỉ số WQI được tính toán theo Quyết định số 879/QĐ-TCMT dựa trên 8 thông số lý hóa - vi sinh quan trắc tại 14 vị trí: pH, DO, TSS, COD, BOD5, N-NH4+, P-PO43- và Tổng Coliform, giúp lượng hóa mức độ sạch của nước theo thang điểm 100.

Đâu là nguyên nhân chính khiến nước kênh dẫn bị ô nhiễm hữu cơ và vi sinh?
Tuyến kênh chính dài 24,68 km là kênh hở đi qua các vùng dân cư không có hệ thống thu gom nước thải sinh hoạt của 141.727 dân cư nông thôn, đồng thời tiếp nhận trực tiếp nước rửa trôi phân bón và thuốc bảo vệ thực vật từ các vùng chuyên canh thanh long.

Công nghệ và giải pháp công trình nào được đề xuất để chống thất thoát nước?
Luận văn đề xuất kiên cố hóa 24,68 km mái kênh bằng bê tông cốt thép kết hợp vật liệu NEOWEB, nạo vét phục hồi 523.000 m3 dung tích hồ Cà Giang, sửa chữa 102 công trình trên kênh nhằm hạ tỷ lệ thất thoát nước từ 20% xuống dưới 10%.

Lộ trình thực hiện các giải pháp quản lý bền vững nguồn nước sông Quao được phân kỳ ra sao?
Giai đoạn 2018-2022 tập trung kiên cố hóa công trình và nạo vét hồ chứa; giai đoạn 2020-2025 triển khai cắm mốc hành lang an toàn và kiểm soát nguồn thải nông nghiệp; giai đoạn 2020-2030 hoàn thiện hệ thống quan trắc tự động và cơ chế tài chính chi trả dịch vụ môi trường rừng cho 37.332 ha rừng.

Kết luận

• Hồ chứa nước Sông Quao với dung tích 80 triệu m3 và lưu vực 296 km2 là công trình thủy lợi huyết mạch bảo đảm an ninh nguồn nước sinh hoạt và sản xuất cho huyện Hàm Thuận Bắc và TP. Phan Thiết.
• Nghiên cứu đã lượng hóa được sự suy giảm chất lượng nước từ mức tốt (WQI 76-88) tại lòng hồ xuống mức trung bình (WQI 51-68) dọc 24,68 km kênh chính do tác động cộng dồn của nước thải sinh hoạt và thâm canh nông nghiệp.
• Luận văn đã đóng góp cơ sở dữ liệu quan trắc toàn diện tại 14 điểm xung yếu, đồng thời xác định 102 vị trí hư hỏng kết cấu công trình cần khắc phục khẩn cấp.
• Hệ thống giải pháp đề xuất kết hợp hài hòa giữa công trình kiên cố hóa NEOWEB, cắm mốc hành lang bảo vệ 5-10 m và vận hành trạm quan trắc tự động liên tục theo lộ trình đến năm 2030.
• Các cơ quan quản lý và đơn vị khai thác thủy lợi cần sớm phê duyệt và triển khai đồng bộ các khuyến nghị của đề tài để bảo vệ nguồn nước sạch bền vững cho cộng đồng.