Nghiên Cứu Chất Lượng Nước Lưu Vực Sông Cái Tỉnh Ninh Thuận

Tài liệu nghiên cứu Đánh giá dự báo chất lượng nước trên lưu vực sông cái tỉnh ninh thuận và đề xuất chương trình quản, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên

• Tác giả: Bùi Bình Dương
• Người hướng dẫn: TS. Lê Công Chính
• Trường học: Trường Đại học Thủy lợi
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước
• Đề tài: Nghiên Cứu Chất Lượng Nước Lưu Vực Sông Cái Tỉnh Ninh Thuận
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Địa điểm: Ninh Thuận

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CÁM ƠN
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 1.3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 1.4. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 1.4.1. Cách tiếp cận
• 1.4.2. Phương pháp nghiên cứu
• 1.5. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.5.1. Tổng quan về các nghiên cứu chất lượng nước
• 1.5.1.1. Nghiên cứu trên thế giới
• 1.5.1.2. Nghiên cứu tại Việt Nam
• 1.5.1.3. Nội dung nghiên cứu
• 1.5.2. Tổng quan về chất lượng nước khu vực nghiên cứu
• 1.5.2.1. Tổng quan về lưu vực sông Cái – tỉnh Ninh Thuận
• 1.5.2.1.1. Điều kiện, tự nhiên
• 1.5.2.1.2. Hiện trạng và quy hoạch phát triển kinh tế xã hội
• 2. CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ, DỰ BÁO CHẤT LƯỢNG NƯỚC TRÊN LƯU VỰC SÔNG CÁI
• 2.1. Cơ sở dữ liệu nghiên cứu và đánh giá chất lượng nước
• 2.1.1. Các công trình và hoạt động khai thác sử dụng nguồn nước
• 2.1.1.1. Hệ thống thủy lợi
• 2.1.1.2. Hệ thống cấp nước sinh hoạt
• 2.1.2. Các nguồn xả thải, đặc tính ô nhiễm và tải lượng dự báo
• 2.1.2.1. Các nguồn thải sinh hoạt phát sinh trên lưu vực sông Cái
• 2.1.2.2. Các cơ sở sản xuất, dịch vụ tập trung xả thải trực tiếp vào hệ thống sông Cái
• 2.1.2.3. Các nguồn thải công nghiệp thuộc lưu vực sông cái
• 2.1.2.4. Nguồn xả thải từ Y tế
• 2.1.2.5. Nguồn xả thải chăn nuôi
• 2.1.3. Cơ sở, dữ liệu mạng lưới quan trắc và đánh giá chất lượng nước
• 2.1.3.1. Cơ sở, dữ liệu mạng lưới quan trắc hiện hữu
• 2.1.3.2. Cơ sở, dữ liệu chất lượng nước
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu, đánh giá và dự báo chất lượng nước
• 2.2.1. Phương pháp đánh giá chỉ số chất lượng nước
• 2.2.2. Phương pháp mô hình đánh giá dự báo chất lượng nước
• 2.2.2.1. Cơ sở lý thuyết của mô hình tính toán – MIKE 11
• 2.2.2.2. Hệ phương trình cơ bản
• 2.2.2.3. Điều kiện ban đầu, điều kiện biên và phương pháp giải
• 2.2.2.4. Cơ sở và phương pháp hiệu chỉnh kiểm tra mô hình
• 2.2.2.5. Cơ sở lý thuyết mô hình lan truyền
• 2.3. Thiết lập mô hình thủy văn
• 2.3.1. Phạm vi sơ đồ tính
• 2.3.2. Phạm vi sơ đồ tính
• 2.3.3. Biên của sơ đồ tính
• 2.4. Thiết lập, xây dựng và hiệu chỉnh mô hình thủy lực
• 2.4.1. Thiết lập mô hình thủy lực (HD)
• 2.4.2. Xây dựng mô hình, thiết lập điều kiện biên mô phỏng 1 chiều chất lượng nước
• 2.4.3. Hiệu chỉnh mô hình từ số liệu thu thập và đo đạc
• 2.5. Dự báo khả năng tiếp nhận, chất lượng nước trên lưu vực sông Cái
• 2.5.1. Các phương pháp đánh giá khả năng tiếp nhận nguồn nước thải theo đoạn sông
• 2.5.2. Các kịch bản tính toán trong quá trình phân tích, đánh giá khả năng tiếp nhận nguồn nước thải xả vào sông
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ VÀ DỰ BÁO CHẤT LƯỢNG NƯỚC TRÊN LƯU VỰC SÔNG CÁI VÀ ĐỀ XUẤT CHƯƠNG TRÌNH QUẢN LÝ GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG NƯỚC
• 3.1. Kết quả đánh giá hiện trạng chất lượng nước
• 3.2. Kết quả tính toán dự báo chất lượng nước và khả năng tiếp nhận theo các kịch bản
• 3.2.1. Kịch bản phát triển KTXH đến năm 2025 với chất lượng nước hiện trạng
• 3.2.2. Kịch bản phát triển KTXH đến năm 2025 với chất lượng nước theo tiêu chuẩn A2 trong QCVN
• 3.2.3. Kịch bản phát triển KTXH đến năm 2025 với chất lượng nước theo tiêu chuẩn B1 trong QCVN
• 3.2.4. Kịch bản phát triển KTXH đến năm 2035 với chất lượng nước hiện trạng
• 3.2.5. Kịch bản phát triển KTXH đến năm 2035 với chất lượng nước theo QCVN cột A1
• 3.2.6. Kịch bản phát triển KTXH đến năm 2035 với chất lượng nước theo QCVN cột B1
• 3.2.7. Kết quả diễn biến chất lượng nước của các kịch bản phát triển kinh tế xã hội
• 3.2.8. Kết quả tính toán tải lượng cho phép và khả năng tiếp nhận thành phần ô nhiễm trên lưu vực sông Cái
• 3.3. Đề xuất hệ thống giải pháp quản lý và giám sát chất lượng nước
• 3.3.1. Xây dựng và đề xuất hệ thống giải pháp quản lý chất lượng nước trên lưu vực sông Cái
• 3.3.1.1. Cách tiếp cận kiểm soát ô nhiễm nguồn nước mặt lưu vực sông Cái
• 3.3.1.2. Các giải pháp và hành động quản lý chất lượng nước lưu vực sông Cái
• 3.3.2. Xây dựng và đề xuất hệ thống giải pháp giám sát chất lượng nước trên lưu vực sông Cái
• 3.3.2.1. Căn cứ thực hiện
• 3.3.2.2. Phạm vi nội dung các công việc
• 3.3.2.3. Đơn vị thực hiện quan trắc
• 3.3.2.4. Đề xuất giám sát chất lượng nước trên lưu vực sông Cái
• 3.3.2.5. Đề xuất thông số quan trắc chất lượng nước trên lưu vực sông Cái
• 3.3.2.6. Công tác QA/QC trong quan trắc môi trường trên lưu vực sông Cái
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Chất Lượng Nước Sông Cái Ninh Thuận

Nghiên cứu chất lượng nước sông Cái Ninh Thuận là vấn đề cấp thiết. Sông Cái đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước cho sinh hoạt, nông nghiệp và các hoạt động kinh tế - xã hội của tỉnh Ninh Thuận. Tuy nhiên, hoạt động phát triển kinh tế - xã hội, đặc biệt là công nghiệp và nông nghiệp, đang gây áp lực lên nguồn nước Ninh Thuận. Các kết quả quan trắc cho thấy dấu hiệu ô nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng gia tăng, đặc biệt tại các kênh nhánh. Việc đánh giá và dự báo chất lượng nước là cần thiết để có các biện pháp quản lý và bảo vệ hiệu quả. Nghiên cứu này sẽ cung cấp cơ sở khoa học cho việc xây dựng các chương trình, kế hoạch bảo vệ nguồn nước sông Cái đạt quy chuẩn.

1.1. Tầm quan trọng của lưu vực sông Cái đối với Ninh Thuận

Sông Cái là huyết mạch của Ninh Thuận, cung cấp nước cho sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp, công nghiệp và du lịch. Sông Cái còn điều tiết dòng chảy, tiêu thoát lũ. Việc bảo vệ lưu vực sông Cái là bảo vệ sự phát triển bền vững của tỉnh. Theo tài liệu gốc, sông Cái dài khoảng 120km, bắt nguồn từ Khánh Hòa và kết thúc tại Phan Rang - Tháp Chàm.

1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước sông Cái

Chất lượng nước sông Cái chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm nước thải công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt. Hoạt động sản xuất nông nghiệp sử dụng phân bón và thuốc bảo vệ thực vật cũng góp phần gây ô nhiễm. Nước thải từ các khu công nghiệp và khu dân cư chưa qua xử lý hoặc xử lý chưa đạt chuẩn cũng là nguồn gây ô nhiễm đáng kể. Theo nghiên cứu, nước thải từ nhà máy thủy điện Đa Nhim có hàm lượng Fe cao cũng ảnh hưởng đến chất lượng nước.

II. Vấn Đề Ô Nhiễm Nguồn Nước Sông Cái Thực Trạng Giải Pháp

Thực trạng ô nhiễm nguồn nước sông Cái đang trở nên đáng báo động. Các chỉ số như DO, BOD5, N-NH4+ và Coliforms vượt quá quy chuẩn cho phép ở nhiều vị trí quan trắc. Nguyên nhân chính là do nước thải từ các hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt chưa được xử lý hoặc xử lý chưa đạt yêu cầu. Tình trạng này ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng và sự phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh. Cần có các giải pháp đồng bộ và hiệu quả để kiểm soát và giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước.

2.1. Dấu hiệu ô nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng gia tăng

Số liệu quan trắc cho thấy hàm lượng chất hữu cơ và dinh dưỡng trong nước sông Cái đang tăng lên. Nồng độ DO thấp, BOD5 và N-NH4+ vượt quá quy chuẩn ở nhiều vị trí. Điều này cho thấy hệ sinh thái sông đang bị suy thoái. Theo tài liệu, năm 2015, hàm lượng ô nhiễm hữu cơ, dinh dưỡng có dấu hiệu tăng cao và vượt quy chuẩn cho phép, đặc biệt tại kênh Bắc nhánh Phan Rang và nhánh Ninh Hải.

2.2. Tác động của ô nhiễm đến sức khỏe cộng đồng và kinh tế

Ô nhiễm nguồn nước ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng, gây ra các bệnh về tiêu hóa và da liễu. Ngoài ra, ô nhiễm còn gây thiệt hại cho ngành nông nghiệp và du lịch, ảnh hưởng đến phát triển kinh tế xã hội Ninh Thuận. Nguồn nước ô nhiễm làm giảm năng suất cây trồng và gây mất mỹ quan du lịch.

2.3. Giải pháp kiểm soát ô nhiễm nguồn nước sông Cái

Để kiểm soát ô nhiễm, cần tăng cường đầu tư vào hệ thống xử lý nước thải, khuyến khích sử dụng phân bón hữu cơ và thuốc bảo vệ thực vật sinh học. Cần có các biện pháp xử lý nghiêm các hành vi xả thải trái phép. Cần nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ môi trường Ninh Thuận.

III. Phương Pháp Đánh Giá Chất Lượng Nước Lưu Vực Sông Cái

Nghiên cứu sử dụng kết hợp nhiều phương pháp để đánh giá chất lượng nước trên lưu vực sông Cái. Phương pháp đánh giá chỉ số chất lượng nước (WQI) được sử dụng để đánh giá tổng quan chất lượng nước. Phương pháp mô hình hóa MIKE 11 được sử dụng để dự báo diễn biến chất lượng nước trong tương lai. Các phương pháp thống kê và phân tích dữ liệu cũng được sử dụng để xử lý và phân tích số liệu quan trắc.

3.1. Đánh giá chỉ số chất lượng nước WQI cho sông Cái

Chỉ số WQI là công cụ hữu hiệu để đánh giá tổng quan chất lượng nước. Chỉ số này dựa trên các thông số như DO, BOD5, Coliforms và các chất dinh dưỡng. Việc tính toán WQI giúp xác định mức độ ô nhiễm và so sánh chất lượng nước giữa các khu vực và thời điểm khác nhau. Nghiên cứu sử dụng WQI để đánh giá hiện trạng chất lượng nước sông Cái.

3.2. Mô hình hóa chất lượng nước bằng MIKE 11

MIKE 11 là mô hình toán học được sử dụng rộng rãi để mô phỏng dòng chảy và chất lượng nước trong sông. Mô hình này cho phép dự báo diễn biến chất lượng nước trong các kịch bản khác nhau. Nghiên cứu sử dụng MIKE 11 để dự báo chất lượng nước sông Cái đến năm 2025 và 2035.

3.3. Thu thập và phân tích dữ liệu quan trắc chất lượng nước

Dữ liệu quan trắc là cơ sở quan trọng để đánh giá chất lượng nước. Nghiên cứu thu thập dữ liệu quan trắc từ Sở Tài nguyên và Môi trường Ninh Thuận và các nguồn khác. Dữ liệu này được phân tích để xác định xu hướng ô nhiễm và đánh giá hiệu quả của các biện pháp quản lý. Cần có quan trắc chất lượng nước thường xuyên và chính xác.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Đánh Giá Dự Báo Chất Lượng Nước

Kết quả nghiên cứu cho thấy chất lượng nước sông Cái đang có dấu hiệu suy giảm. Các chỉ số ô nhiễm vượt quá quy chuẩn ở nhiều đoạn sông, đặc biệt là vào mùa khô. Dự báo cho thấy tình trạng ô nhiễm có thể trở nên nghiêm trọng hơn nếu không có các biện pháp quản lý hiệu quả. Cần có các giải pháp đồng bộ để cải thiện chất lượng nước và bảo vệ nguồn nước Ninh Thuận.

4.1. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước sông Cái năm 2024

Hiện trạng chất lượng nước sông Cái cho thấy nhiều vị trí ô nhiễm vượt quá quy chuẩn cho phép. Các thông số như DO, BOD5, Coliforms và N-NH4+ đáng báo động. Tình trạng này ảnh hưởng đến khả năng sử dụng nước cho sinh hoạt và sản xuất. Cần có đánh giá chi tiết về báo cáo chất lượng nước.

4.2. Dự báo chất lượng nước sông Cái đến năm 2025 và 2035

Dự báo cho thấy chất lượng nước sông Cái có thể tiếp tục suy giảm nếu không có các biện pháp quản lý hiệu quả. Tình trạng ô nhiễm có thể trở nên nghiêm trọng hơn do gia tăng dân số và phát triển kinh tế. Cần có dự báo chất lượng nước chính xác để đưa ra các quyết định phù hợp.

4.3. Các kịch bản phát triển kinh tế xã hội và tác động đến chất lượng nước

Nghiên cứu xem xét các kịch bản phát triển kinh tế - xã hội khác nhau và đánh giá tác động của chúng đến chất lượng nước sông Cái. Các kịch bản bao gồm tăng trưởng kinh tế nhanh, phát triển bền vững và biến đổi khí hậu. Kết quả cho thấy phát triển bền vững là kịch bản tốt nhất để bảo vệ tài nguyên nước Ninh Thuận.

V. Giải Pháp Quản Lý Giám Sát Chất Lượng Nước Sông Cái

Để cải thiện chất lượng nước sông Cái, cần có các giải pháp quản lý và giám sát đồng bộ. Các giải pháp bao gồm kiểm soát nguồn thải, xây dựng hệ thống xử lý nước thải, tăng cường quan trắc và giám sát, nâng cao nhận thức cộng đồng và hoàn thiện hệ thống pháp luật. Cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan quản lý và cộng đồng để bảo vệ nguồn nước.

5.1. Kiểm soát nguồn thải từ công nghiệp nông nghiệp và sinh hoạt

Kiểm soát nguồn thải là giải pháp quan trọng nhất để cải thiện chất lượng nước. Cần có các quy định chặt chẽ về xả thải và xử lý nghiêm các hành vi vi phạm. Cần khuyến khích các doanh nghiệp áp dụng công nghệ sản xuất sạch hơn và sử dụng phân bón hữu cơ trong nông nghiệp. Cần có kiểm soát ô nhiễm nguồn nước hiệu quả.

5.2. Xây dựng và nâng cấp hệ thống xử lý nước thải tập trung

Hệ thống xử lý nước thải tập trung là giải pháp hiệu quả để xử lý nước thải từ các khu dân cư và khu công nghiệp. Cần đầu tư xây dựng và nâng cấp các trạm xử lý nước thải để đảm bảo nước thải được xử lý đạt chuẩn trước khi xả ra môi trường. Cần có công nghệ xử lý nước tiên tiến.

5.3. Tăng cường quan trắc và giám sát chất lượng nước định kỳ

Quan trắc và giám sát chất lượng nước là cần thiết để theo dõi diễn biến chất lượng nước và đánh giá hiệu quả của các biện pháp quản lý. Cần tăng cường tần suất quan trắc và mở rộng mạng lưới quan trắc. Cần có mạng lưới quan trắc chất lượng nước đầy đủ.

VI. Kiến Nghị Tương Lai Nghiên Cứu Chất Lượng Nước Ninh Thuận

Nghiên cứu này cung cấp cơ sở khoa học cho việc quản lý và bảo vệ chất lượng nước sông Cái. Tuy nhiên, cần có các nghiên cứu tiếp theo để đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến nguồn nước và đề xuất các giải pháp thích ứng. Cần có sự tham gia của cộng đồng trong việc bảo vệ nguồn nước và phát triển du lịch sinh thái sông Cái.

6.1. Đề xuất các chính sách và quy định về bảo vệ nguồn nước

Cần có các chính sách và quy định chặt chẽ về bảo vệ nguồn nước, bao gồm quy định về xả thải, sử dụng nước và bảo vệ hành lang sông. Cần có các biện pháp khuyến khích các doanh nghiệp và người dân tham gia bảo vệ nguồn nước. Cần có quy hoạch sử dụng nước hợp lý.

6.2. Nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu đến nguồn nước

Biến đổi khí hậu có thể gây ra hạn hán và lũ lụt, ảnh hưởng đến chất lượng và trữ lượng nước. Cần có các nghiên cứu để đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến nguồn nước và đề xuất các giải pháp thích ứng. Cần có dự báo chất lượng nước trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

6.3. Phát triển du lịch sinh thái gắn với bảo vệ nguồn nước sông Cái

Du lịch sinh thái có thể mang lại lợi ích kinh tế cho cộng đồng và góp phần bảo vệ nguồn nước. Cần phát triển du lịch sinh thái gắn với bảo vệ đa dạng sinh học sông Cái và nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ nguồn nước. Cần có cộng đồng và bảo vệ nguồn nước.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Lưu vực sông Cái, tỉnh Ninh Thuận, với chiều dài khoảng 120 km và diện tích lưu vực chiếm 74% diện tích tự nhiên của tỉnh, đóng vai trò quan trọng trong cung cấp nước sinh hoạt, tưới tiêu nông nghiệp và điều tiết lũ. Ninh Thuận là tỉnh có lượng mưa trung bình năm thấp nhất cả nước, chỉ khoảng 700-1000 mm, với mùa mưa ngắn và phân bố không đều theo thời gian và không gian. Theo số liệu quan trắc giai đoạn 2012-2014, chất lượng nước trên lưu vực sông Cái tương đối ổn định, tuy nhiên từ năm 2015, các chỉ số ô nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng như BOD5, NH4+, Coliform có xu hướng tăng vượt quy chuẩn cho phép, đặc biệt tại các kênh Bắc nhánh Phan Rang và Ninh Hải. Nguồn ô nhiễm chủ yếu xuất phát từ nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý tập trung, nước thải công nghiệp, nông nghiệp và hoạt động khai thác khoáng sản.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá và dự báo chất lượng nước trên lưu vực sông Cái đến năm 2025, tầm nhìn đến năm 2035, làm cơ sở khoa học cho việc xây dựng các chương trình quản lý, bảo vệ nguồn nước đạt Quy chuẩn Việt Nam QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Phạm vi nghiên cứu tập trung trên lưu vực sông Cái thuộc tỉnh Ninh Thuận, với đối tượng là chất lượng nguồn nước mặt. Nghiên cứu có ý nghĩa thiết thực trong việc kiểm soát ô nhiễm, bảo vệ môi trường nước, đồng thời hỗ trợ phát triển kinh tế xã hội bền vững của tỉnh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn áp dụng các lý thuyết và mô hình sau:

• Chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index - WQI): Là chỉ số tổng hợp được tính toán từ các thông số quan trắc chất lượng nước như DO, BOD5, Coliform, NH4+, PO4^3-, COD, TSS, pH... WQI giúp mô tả định lượng chất lượng nước và khả năng sử dụng nguồn nước theo thang điểm chuẩn, được phát triển và ứng dụng rộng rãi trên thế giới và tại Việt Nam.

• Mô hình thủy lực và mô hình lan truyền ô nhiễm MIKE 11: Sử dụng để mô phỏng dòng chảy thủy văn, thủy lực và quá trình lan truyền các chất ô nhiễm trong lưu vực sông. Mô hình này giúp dự báo diễn biến chất lượng nước theo các kịch bản phát triển kinh tế xã hội.

• Khái niệm khả năng tiếp nhận và sức chịu tải của sông: Đánh giá khả năng tự làm sạch, tiếp nhận nước thải và giới hạn tải lượng ô nhiễm mà lưu vực sông có thể chịu đựng mà không làm suy giảm chất lượng nước vượt quá quy chuẩn.

Các khái niệm chính bao gồm: chỉ số WQI, các thông số ô nhiễm (DO, BOD5, NH4+, Coliform, Fe, TSS), mô hình thủy lực MIKE 11, khả năng tiếp nhận nước thải, sức chịu tải của lưu vực.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Sử dụng 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 dân số, quy hoạch phát triển kinh tế xã hội tỉnh Ninh Thuận; dữ liệu về các công trình thủy lợi, cấp nước, các nguồn xả thải sinh hoạt, công nghiệp, y tế và nông nghiệp.

• Phương pháp phân tích: Thống kê mô tả các thông số chất lượng nước, phân tích xu hướng biến động theo thời gian và không gian; tính toán chỉ số WQI theo Quyết định số 879/QĐ-TCMT (2011) của Tổng cục Môi trường; phân tích tải lượng ô nhiễm và khả năng chịu tải của lưu vực.

• Phương pháp mô hình hóa: Xây dựng và hiệu chỉnh mô hình thủy lực và mô hình lan truyền ô nhiễm MIKE 11 dựa trên số liệu đo đạc thực tế; mô phỏng các kịch bản phát triển kinh tế xã hội đến năm 2025 và 2035 để dự báo chất lượng nước và tải lượng ô nhiễm.

• Timeline nghiên cứu: Thu thập và xử lý dữ liệu từ năm 2017 đến 2019; xây dựng mô hình và hiệu chỉnh trong năm 2019-2020; phân tích kết quả và đề xuất giải pháp trong năm 2020.

Cỡ mẫu quan trắc chất lượng nước gồm hơn 20 điểm quan trắc trên lưu vực sông Cái, lựa chọn dựa trên vị trí hợp lưu các nhánh sông chính và các khu vực chịu ảnh hưởng của nguồn thải. Phương pháp chọn mẫu kết hợp khảo sát thực địa và sử dụng dữ liệu quan trắc định kỳ.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Chất lượng nước hiện trạng: Năm 2019, đoạn thượng nguồn sông Cái có 11/14 thông số đạt giới hạn cho phép theo cột A2 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT, tuy nhiên TSS, Fe và Coliform vượt giới hạn. Đoạn hạ nguồn có 11/14 thông số đạt giới hạn cột B1, các thông số còn lại cũng vượt quy chuẩn, đặc biệt TSS, Fe, COD và Coliform tăng cao vào các tháng 11 và 12. Nồng độ Coliform dao động từ 12 x 10^3 đến 5,7 x 10^5 MPN/100mL, vượt quy chuẩn từ 1,6 đến 77 lần.

2. Dự báo tải lượng ô nhiễm: Lưu lượng xả thải nước sinh hoạt dự báo tăng từ khoảng 1.200 m^3/ngày đêm năm 2017 lên khoảng 3.500 m^3/ngày đêm năm 2035. Tải lượng BOD5, NH4+ và PO4^3- dự kiến tăng tương ứng theo các kịch bản phát triển kinh tế xã hội, với mức tăng từ 20-40% tùy khu vực.

3. Khả năng tiếp nhận và sức chịu tải: Mô hình MIKE 11 cho thấy lưu vực sông Cái có khả năng tự làm sạch hạn chế, đặc biệt vào mùa khô khi lưu lượng dòng chảy thấp. Một số đoạn sông có nguy cơ quá tải ô nhiễm, nhất là khu vực gần các khu dân cư và cụm công nghiệp.

4. Ảnh hưởng của các nguồn thải: Nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý tập trung là nguồn ô nhiễm chính, chiếm tỷ lệ lớn trong tổng tải lượng ô nhiễm. Các khu công nghiệp và cơ sở sản xuất có hệ thống xử lý nước thải đạt chuẩn, tuy nhiên vẫn có hiện tượng vượt ngưỡng Coliform do nước thải sinh hoạt và hoạt động nông nghiệp.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của ô nhiễm hữu cơ và vi sinh vật Coliform là do nước thải sinh hoạt chưa được thu gom và xử lý tập trung, đặc biệt tại các thị trấn nhỏ và khu vực nông thôn. Sự gia tăng dân số và tốc độ đô thị hóa làm tăng lưu lượng nước thải, gây áp lực lên khả năng tự làm sạch của sông. So với các nghiên cứu trước đây, kết quả cho thấy xu hướng ô nhiễm có chiều hướng gia tăng, nhất là trong các tháng mùa mưa do nước mưa cuốn trôi chất thải từ đất liền.

Việc sử dụng mô hình MIKE 11 giúp mô phỏng chính xác diễn biến chất lượng nước theo các kịch bản phát triển kinh tế xã hội, hỗ trợ đánh giá hiệu quả các giải pháp quản lý. Kết quả mô hình có thể được trình bày qua biểu đồ diễn biến các thông số DO, BOD5, NH4+ theo thời gian và không gian, cũng như bảng tổng hợp tải lượng ô nhiễm cho từng đoạn sông.

Các kết quả nghiên cứu phù hợp với các báo cáo của ngành tài nguyên môi trường và các nghiên cứu tương tự tại các lưu vực sông khác ở Việt Nam, đồng thời cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng các chính sách quản lý nguồn nước hiệu quả.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Xây dựng hệ thống thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt tập trung: Mục tiêu giảm tải lượng ô nhiễm hữu cơ và vi sinh vật Coliform, ưu tiên các khu vực thị trấn và dân cư dọc sông Cái. Thời gian thực hiện trong 5 năm tới, do Sở Tài nguyên và Môi trường phối hợp với chính quyền địa phương triển khai.

2. Tăng cường giám sát chất lượng nước mặt: Thiết lập mạng lưới quan trắc bổ sung tại các điểm nóng ô nhiễm, áp dụng công nghệ QA/QC nghiêm ngặt để đảm bảo dữ liệu chính xác. Thực hiện định kỳ hàng quý, do Trung tâm Quan trắc tài nguyên và môi trường tỉnh chủ trì.

3. Kiểm soát và quản lý nguồn thải công nghiệp và nông nghiệp: Áp dụng các biện pháp xử lý nước thải tiên tiến, kiểm tra định kỳ hệ thống xử lý nước thải tại các khu công nghiệp, đồng thời hướng dẫn nông dân áp dụng kỹ thuật giảm thiểu ô nhiễm trong chăn nuôi và sử dụng phân bón. Thời gian thực hiện liên tục, do Sở Công Thương và Sở Nông nghiệp phối hợp thực hiện.

4. Tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các chương trình giáo dục về bảo vệ nguồn nước, khuyến khích người dân tham gia bảo vệ môi trường, hạn chế xả thải trực tiếp ra sông. Thực hiện thường xuyên, do các tổ chức xã hội và chính quyền địa phương đảm nhiệm.

5. Phát triển mô hình quản lý tổng hợp lưu vực sông: Áp dụng công nghệ GIS và mô hình thủy văn để quản lý, dự báo và ra quyết định kịp thời trong bảo vệ nguồn nước. Thời gian triển khai trong 3 năm, do Sở Tài nguyên và Môi trường phối hợp với các viện nghiên cứu.

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 kế hoạch quản lý chất lượng nước lưu vực sông Cái, đảm bảo phát triển bền vững.

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 phân tích dữ liệu để áp dụng hoặc phát triển nghiên cứu tương tự tại các lưu vực sông khác.

3. Doanh nghiệp và nhà đầu tư trong các khu công nghiệp và sản xuất: Hiểu rõ tác động của hoạt động sản xuất đến chất lượng nước, từ đó nâng cao hiệu quả xử lý nước thải và tuân thủ quy chuẩn môi trường.

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 mặt.

Câu hỏi thường gặp

1. Chỉ số WQI là gì và tại sao quan trọng trong đánh giá chất lượng nước?
   WQI là chỉ số tổng hợp từ nhiều thông số chất lượng nước, giúp đánh giá nhanh và tổng quát mức độ ô nhiễm và khả năng sử dụng nguồn nước. Ví dụ, WQI thấp cho thấy nước bị ô nhiễm nặng, cần có biện pháp xử lý.

2. Nguyên nhân chính gây ô nhiễm nước trên lưu vực sông Cái là gì?
   Chủ yếu do nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý tập trung, nước thải từ hoạt động nông nghiệp và một phần từ các khu công nghiệp. Nồng độ Coliform vượt quy chuẩn là minh chứng rõ ràng.

3. Mô hình MIKE 11 được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu này?
   MIKE 11 mô phỏng dòng chảy và lan truyền ô nhiễm trong sông, giúp dự báo chất lượng nước theo các kịch bản phát triển kinh tế xã hội, từ đó hỗ trợ ra quyết định quản lý hiệu quả.

4. Các giải pháp đề xuất có thể thực hiện trong thời gian bao lâu?
   Các giải pháp như xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung và tăng cường giám sát có thể thực hiện trong vòng 3-5 năm, tùy theo nguồn lực và sự phối hợp của các bên liên quan.

5. Làm thế nào để cộng đồng dân cư tham gia bảo vệ chất lượng nước?
   Thông qua các chương trình tuyên truyền, giáo dục và khuyến khích người dân không xả thải trực tiếp, tham gia giám sát môi trường, góp phần giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước.

Kết luận

• Đã đánh giá và dự báo được chất lượng nước trên lưu vực sông Cái đến năm 2025 và 2035, xác định các thông số ô nhiễm chủ yếu vượt quy chuẩn như Coliform, Fe, TSS.
• Mô hình MIKE 11 hiệu quả trong mô phỏng dòng chảy và lan truyền ô nhiễm, hỗ trợ dự báo và quản lý chất lượng 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.
• Đề xuất các giải pháp quản lý, giám sát và xử lý nước thải phù hợp với mục tiêu phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Ninh Thuận.
• Khuyến nghị triển khai các chương trình thu gom, xử lý nước thải tập trung, tăng cường giám sát và nâng cao nhận thức cộng đồng trong vòng 3-5 năm tới.

Cơ quan quản lý và các bên liên quan cần phối hợp triển khai các giải pháp đề xuất, đồng thời tiếp tục cập nhật, giám sát chất lượng nước để đảm bảo nguồn nước lưu vực sông Cái được bảo vệ bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Ninh Thuận có nhiều tiềm năng để phát triển một nền kinh tế đa dạng và năng động. Trong đó, sản xuất nông nghiệp giai đoạn hiện nay vẫn giữ vai trò chủ đạo. Mặc dù còn tồn tại nhiều khó khăn, tốc độ tăng trưởng còn thấp, song những năm qua Ninh Thuận đã gặt hái được những thành tựu KT-XH đáng kể. Cùng với đó, các mục tiêu và định hướng phát triển đến năm 2025 và tầm nhìn 2035 đã được xây dựng và hoạch định cụ thể.

Giai đoạn hiện nay, bên cạnh nền kinh tế phát triển đa dạng, với thế mạnh phát triển công nghiệp năng lượng sạch (điện gió, năng lượng mặt trời), điện hạt nhân, là trung tâm sản xuất muối công nghiệp chính của cả nước thì phát triển kinh tế xã hội của tỉnh cũng mang đến những hệ lụy, tác động xấu đến môi trường. Các tác động chính ảnh hưởng đến môi trường trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận trong giai đoạn này chủ yếu thuộc lĩnh vực công nghiệp, hoạt động sản xuất phát sinh nhiều chất thải gây ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước, môi trường xung quanh như các hoạt động sản xuất của các cơ sở sản xuất trong các khu, cụm công nghiệp; hoạt động khai thác khoáng sản; sản xuất muối công nghiệp. Ngoài ra, lĩnh vực nông nghiệp, nhất là chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản và các làng nghề cũng có những tác động tiêu cực đến môi trường nước, không khí. Ninh Thuận có hệ thống sông Cái với chiều dài khoảng 120 km, bắt đầu ở huyện Khánh Sơn, tỉnh Khánh Hòa và kết thúc tại phường Đông Hải, Tp.

Phan Rang - Tháp Chàm. Hệ thống sông Cái đóng vai trò huyết mạch của toàn tỉnh, dòng chính sông Cái có chức năng cung cấp nước sinh hoạt, nước tưới cho sản xuất nông nghiệp, phục vụ các hoạt động dân sinh kinh tế, du lịch, điều tiết dòng chảy, tiêu thoát lũ. Và kết quả quan trắc trong giai đoạn qua gần đây cho thấy: theo thời gian vào giai đoạn 2012 - 2014 chất lượng nước có dấu hiệu ổn định dao động không nhiều qua các năm, và hầu hết đều đạt quy chuẩn cho phép, tuy nhiên vào năm 2015 hàm lượng ô nhiễm chất hữu cơ, dinh dưỡng có dấu hiệu tăng cao và vượt quy chuẩn cho phép, đặc biệt tại kênh Bắc nhánh Phan Rang và nhánh Ninh Hải. 1 Theo số liệu quan trắc chất lượng nước tại một số vị trí trên lưu vực sông Cái đã có dấu hiệu ô nhiễm hữu cơ, được thể hiện thông qua hàm lượng DO và BOD5 trong nguồn nước.

DO trong nước mặt kênh Bắc nhánh Phan Rang thấp vào năm 2011, 2012. Nồng độ BOD5 tuy chưa vượt quy chuẩn song có xu hướng tăng dần qua các năm; Nguồn nước mặt bị ô nhiễm Fe, hầu hết các giá trị quan trắc đều vượt QCVN 08: 2008/BTNMT. Điển hình là tại kênh Nam đoạn từ trạm Thủy Nông (Phước Dân) đến cống 26 (An Hải), nồng độ Fe lên đến 3,9 mg/L Ô nhiễm dinh dưỡng thể hiện rõ qua thông số N-NH4+. Nhiều vị trí quan trắc ở kênh Bắc nhánh Phan Rang và kênh Bắc nhánh Ninh Hải có giá trị đo đạc vượt quy chuẩn, trong đó cao nhất phải kể đến là khu vực Mương Cố (Tấn Tài) thuộc kênh Bắc nhánh Phan Rang.

Ô nhiễm coliforms trong nước mặt trên địa bàn tỉnh khá đáng kể, nồng độ dao động trong khoảng 12 x 103 - 5,7 x 105 MPN/100mL, vượt QCVN 08: 2008/BTNMT/ từ 1,6 - 77,0 lần, cao nhất là khu vực kênh Bắc nhánh Phan Rang. Nguyên nhân: Do sông Cái và hệ thống kênh Bắc, kênh Nam tiếp nhận nước thải từ hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt; đồng thời lượng nước xả từ nhà máy thủy điện Đa Nhim có hàm lượng Fe cao (do đặc điểm địa chất của khu vực tỉnh Lâm Đồng) nên đã làm cho các thông số Coliform và Fe cao. Hiện nay, chỉ có thành phố Phan Rang - Tháp Chàm là đã có 01 trạm xử lý nước thải sinh hoạt tập trung với công suất 5.000 m3/ngày đêm; các thị trấn không có trạm xử lý nước thải sinh hoạt tập trung, cùng với sự gia tăng tốc độ đô thị hóa. Trước tình hình đó đề tài nghiên cứu “Đánh giá dự báo chất lượng nước trên lưu vực sông Cái tỉnh Ninh Thuận và đề xuất chương trình quản lý giám sát chất lượng nước” là một nhiệm vụ cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao.

Các kết quả nghiên cứu của đề tài này sẽ giúp cơ quan quản lý đánh giá và dự báo mức độ ô nhiễm của lưu vực sông Cái. Trên cơ sở đó có kế hoạch sử dụng và bảo vệ nguồn nước, kiểm soát ô nhiễm sông Cái hiệu quả phù hợp với mục tiêu phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Ninh Thuận trong tương lai. 2 2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU - Đánh giá và dự báo chất lượng nước trên lưu vực sông Cái đến năm 2025 tầm nhìn đến năm 2035 để làm cơ sở khoa học cho việc xây dựng các chương trình, kế hoạch, đề án bảo vệ nguồn nước sông Cái đạt Quy chuẩn chất lượng nước mặt loại A theo như ban hành và phân bổ của Luật bảo vệ môi trường năm 2014 và nghị định số 38/2015/NĐ-CP ban hành. Đồng thời, làm cơ sở định hướng các mục tiêu chính của đề tài sẽ phải đạt, cụ thể như sau: - Đánh giá hiện trạng, dự báo xả thải vào sông Cái, và diễn biến chất lượng nguồn nước sông Cái đến năm 2025 và đến năm 2035.

- Xác định khả năng tiếp nhận nước thải, khả năng tự làm sạch và sức chịu tải của sông Cái. Trên cơ sở đó đề xuất giải pháp, chương trình quản lý, sử dụng và bảo vệ nguồn nước, kiểm soát ô nhiễm sông Cái hiệu quả phù hợp theo các kịch bản phát triển kinh tế xã hội đến năm 2025 và tầm nhìn đến năm 2035 của tỉnh Ninh Thuận trong tương lai. 3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Đối tượng nghiên cứu: Chất lượng nguồn nước trên lưu vực sông Cái. - Phạm vi nghiên cứu: Sông Cái Phan Rang – tỉnh Ninh Thuận.

4 CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4.1 Cách tiếp cận - Tiếp cận dựa vào cơ sở dữ liệu, số liệu quan trắc chất lượng nước trên lưu vực sông Cái cũng như số liệu về các hoạt động phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Ninh Thuận, chọn lọc phân tích các kết quả nghiên cứu trước đó liên quan đến đề tài. - Tiếp cận tích hợp thông tin (các hoạt động phát triển kinh tế xã hội, các loại hình ảnh, ảnh viễn thám, bản đồ và hệ thống GIS. - Tiếp cận thực tế: Đi khảo sát thực địa, tìm hiểu các hồ sơ, tình hình hoạt động của các đối tượng thuộc lưu vực sông Cái.2 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp kế thừa: Luận văn sử dụng, kế thừa kết quả nghiên cứu, đề tài, dự án có liên quan tới sông Cái – tỉnh Ninh Thuận (Dữ liệu, số liệu quan trắc chất lượng nước trên lưu vực sông cái của sở TNMT tỉnh Ninh Thuận). - Phương pháp điều tra, khảo sát thu thập số liệu: Nhằm đánh giá hiện trạng, thu thập số liệu phục vụ công tác tính toán, đánh giá.

- Phương pháp thống kê phân tích: Thống kê và phân tích các số liệu đo đạc, thu thập được để phục vụ tính toán phân tích. - Phương pháp ứng dụng mô hình: Luận văn sử dụng các mô hình về tính toán MIKE 11;. 5 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC - Đánh giá và dự báo mức độ ô nhiễm của lưu vực sông Cái. - Mô phỏng khả năng tiếp nhận nước thải, khả năng tự làm sạch và sức chịu tải của sông Cái.

- Đề xuất giải pháp, chương trình quản lý, sử dụng và bảo vệ nguồn nước, kiểm soát ô nhiễm sông Cái hiệu quả phù hợp với mục tiêu phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Ninh Thuận trong tương lai. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU CHẤT LƯỢNG NƯỚC. VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan về các nghiên cứu chất lượng nước 1.1 Nghiên cứu trên thế giới Trên thế giới hiện nay tùy thuộc vào vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên, hiện trạng chất lượng nước của mỗi vùng, mỗi quốc gia mà có nhiều cách tiếp cận và xây dựng mô hình chỉ số chất lượng nước khác nhau, trong đó một số mô hình chỉ số chất lượng nước (WQI) được áp dụng phổ biến trên thế giới. Theo Meybeck et al.

(1996), CLN thể hiện sự thích hợp của nguồn nước để duy trì các chu trình lý – hóa – sinh xảy ra trong nước và phục vụ các mục đích sử dụng khác nhau. Chất lượng nước có thể được xác định bởi một loạt các tham số khác nhau nhằm xác định mục đích sử dụng của từng nguồn nước. Chất lượng nước phụ thuộc vào hàm lượng các thông số lý – hóa – sinh có trong nước. Trong khi đó, hàm lượng những thông số này phụ thuộc vào các yếu tố tự nhiên (như địa chất, địa hình, khí tượng, thủy văn, sinh học) của lưu vực sông và dao động theo mùa tùy thuộc vào điều kiện dòng chảy, thời tiết và mực nước.

Ngoài ra, sự can thiệp của con người cũng có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng nước: thay đổi dòng chảy thủy văn (xây dựng các đập nước, thoát nước…), xả thải gây ô nhiễm (nước thải sinh hoạt, công nghiệp, đô thị, lây lan hóa chất trên đất nông nghiệp thuộc lưu vực sông. Theo Cooke et al. Do vậy, để khắc phục các hạn chế trên, chỉ số CLN (Water Quality Index – WQI) được xây dựng và ứng dụng. WQI là một chỉ số được tính toán từ các thông số quan trắc chất lượng nước, dùng để mô tả định lượng về chất lượng nước và khả năng sử dụng của nguồn nước đó; được biểu diễn qua một thang điểm (Tổng cục Môi trường, 2011).

Nghiên cứu chỉ số CLN được đề xuất và áp dụng đầu tiên tại Mỹ vào những năm 1965 – 1970; sau đó được nghiên cứu, phát triển và ứng dụng thành công ở nhiều quốc gia như: Canada, Anh, Úc, Việt Nam…. WQI của Quỹ Vệ sinh Quốc gia Mỹ (National Sanitation Foundation-NSF): được dùng phổ biến nhất trên thế giới, xây dựng dựa theo phương pháp Delphi, tổng hợp ý 5 kiến của các chuyên gia khắp nước Mỹ để lựa chọn các thông số DO, Fecal Coliform, BOD5, pH, NO3-, PO43-, Nhiệt độ, Độ đục và TS từ đó đánh giá được CLN. WQI của bang Origon: phân tích và phát triển chỉ số WQI dựa trên WQI_NFS với 8 thông số chính là: Nhiệt độ, pH, DO, BOD, TN, TP, TS và coliform, phương pháp Delphi và Rating Curve được sử dụng để tính toán chỉ số phụ.