Tổng quan nghiên cứu

Thành phố Phú Quốc, với dân số khoảng 144.460 người năm 2020 và diện tích bờ biển dài 150 km, là trung tâm du lịch và kinh tế trọng điểm của tỉnh Kiên Giang. Nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt và sản xuất tại đây đang gia tăng nhanh chóng do sự phát triển kinh tế - xã hội, đặc biệt là ngành du lịch, cùng với tốc độ tăng trưởng dân số và đô thị hóa. Tuy nhiên, hệ thống cấp nước hiện tại của Phú Quốc còn nhiều hạn chế, công suất trạm cấp nước chính chỉ đạt khoảng 20.000 m³/ngày-đêm, trong khi nhu cầu dự báo đến năm 2030 và 2040 lần lượt là khoảng 90.000 m³/ngày-đêm và 190.000 m³/ngày-đêm, vượt xa trữ lượng khai thác an toàn 36.900 m³/ngày-đêm.

Biến đổi khí hậu (BĐKH) đã và đang tác động nghiêm trọng đến nguồn nước trên đảo, thể hiện qua xu hướng tăng nhiệt độ trung bình 0,032°C/năm, giảm lượng mưa trung bình 8,9 mm/năm, cùng với mực nước biển dâng khoảng 3,2 mm/năm. Các hiện tượng thời tiết cực đoan như hạn hán, xâm nhập mặn, ngập lụt ngày càng gia tăng, làm suy giảm trữ lượng và chất lượng nước ngọt, ảnh hưởng trực tiếp đến hệ thống cấp nước.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá hiện trạng và dự báo nhu cầu sử dụng nước đến năm 2040, đồng thời đề xuất các giải pháp cấp nước bền vững, thích ứng với biến đổi khí hậu cho thành phố Phú Quốc. Phạm vi nghiên cứu bao gồm toàn bộ các phường, xã trên địa bàn thành phố, tập trung vào hệ thống cấp nước sinh hoạt và sản xuất, không bao gồm nước cho nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc đảm bảo an ninh nguồn nước, thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội bền vững và thích ứng hiệu quả với biến đổi khí hậu tại Phú Quốc.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và khái niệm chính sau:

  • Biến đổi khí hậu (BĐKH): Được định nghĩa theo Công ước khung Liên hợp quốc về BĐKH là sự thay đổi khí hậu do hoạt động con người và các điều kiện tự nhiên, biểu hiện qua hiện tượng nóng lên toàn cầu, mực nước biển dâng và các hiện tượng khí tượng thủy văn cực đoan.
  • Cấp nước bền vững: Theo Hiệp hội Nước quốc tế (IWA), hệ thống cấp nước bền vững phải cung cấp đủ lượng và chất lượng nước phù hợp cho nhu cầu hiện tại mà không làm ảnh hưởng đến khả năng cung cấp trong tương lai, xét trên các khía cạnh kinh tế, xã hội và sinh thái.
  • Thích ứng với biến đổi khí hậu: Theo IPCC, là sự điều chỉnh trong các hệ thống tự nhiên hoặc con người nhằm giảm thiểu tác hại hoặc tận dụng cơ hội do biến đổi khí hậu mang lại.
  • Mô hình thủy lực mạng lưới cấp nước: Sử dụng phần mềm EPANET để mô phỏng lưu lượng, áp lực và vận tốc dòng chảy trong mạng lưới đường ống, giúp lựa chọn đường kính và vật liệu ống phù hợp.
  • Các khái niệm về nhu cầu dùng nước: Bao gồm nước sinh hoạt, nước công cộng, dịch vụ và công nghiệp, cùng các chỉ tiêu tiêu chuẩn cấp nước theo TCVN 13606:2023 và QCVN 07:2010/BXD.

Phương pháp nghiên cứu

  • Thu thập số liệu: Sử dụng dữ liệu khí tượng thủy văn (nhiệt độ, lượng mưa) giai đoạn 2000-2020, số liệu dân số, hiện trạng cấp nước, quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội và các báo cáo liên quan đến Phú Quốc.
  • Phương pháp kế thừa: Áp dụng kết quả nghiên cứu từ các đề án trước như “Quản lý tài nguyên nước bền vững Phú Quốc” và “Quy hoạch chung xây dựng đảo Phú Quốc đến năm 2030” để làm cơ sở phân tích.
  • Phương pháp phân tích chuyên gia: Tham vấn ý kiến chuyên gia cấp nước và giáo viên hướng dẫn để đánh giá và lựa chọn giải pháp phù hợp.
  • Phương pháp so sánh đối chứng: So sánh các chỉ tiêu kỹ thuật, công nghệ xử lý nước, vật liệu ống và các phương án cấp nước để lựa chọn giải pháp tối ưu.
  • Phương pháp mô hình hóa: Xây dựng mô hình thủy lực mạng lưới cấp nước bằng phần mềm EPANET, sử dụng công thức Hazen-Williams để tính toán lưu lượng, áp lực và vận tốc dòng chảy.
  • Dự báo dân số và nhu cầu dùng nước: Dự báo dân số đến năm 2025, 2030 và 2040 dựa trên tốc độ tăng trưởng hiện tại và quy hoạch phát triển; dự báo nhu cầu nước dựa trên tiêu chuẩn cấp nước theo TCVN và QCVN, bao gồm nước sinh hoạt, công cộng, dịch vụ và công nghiệp.
  • Cỡ mẫu và phạm vi: Nghiên cứu toàn bộ hệ thống cấp nước sinh hoạt và sản xuất trên địa bàn thành phố Phú Quốc, không bao gồm nước cho nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiện trạng hệ thống cấp nước: Phú Quốc có ba hệ thống cấp nước chính với tổng công suất thiết kế khoảng 35.000 m³/ngày-đêm, trong đó hệ thống cấp nước đô thị do KIWACO quản lý có công suất 24.000 m³/ngày-đêm nhưng chỉ hoạt động khoảng 20.000 m³/ngày-đêm do thiếu hụt nguồn nước thô. Tỷ lệ cấp nước cho dân cư đô thị đạt khoảng 90-100%, trong khi khu vực nông thôn chỉ khoảng 19,68% hộ gia đình được sử dụng nước sạch từ công trình tập trung.

  2. Dự báo nhu cầu nước: Nhu cầu dùng nước dự báo đến năm 2030 khoảng 90.000 m³/ngày-đêm và đến năm 2040 khoảng 190.000 m³/ngày-đêm, vượt xa trữ lượng khai thác an toàn hiện tại (36.900 m³/ngày-đêm). Nhu cầu tăng chủ yếu do dân số tăng, phát triển du lịch và công nghiệp dịch vụ.

  3. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu: Nhiệt độ trung bình tăng 0,032°C/năm, lượng mưa trung bình giảm 8,9 mm/năm, mực nước biển dâng 3,2 mm/năm. Hạn hán kéo dài làm giảm mực nước hồ Dương Đông xuống dưới 20% công suất, buộc hệ thống cấp nước phải giảm công suất 20-25% và phát nước luân phiên, gây thiếu nước sạch diện rộng. Xâm nhập mặn và ô nhiễm nguồn nước mặt ngày càng nghiêm trọng, ảnh hưởng đến chất lượng và trữ lượng nước ngọt.

  4. Tình trạng thoát nước và ngập lụt: Mạng lưới thoát nước còn hạn chế, chủ yếu hoạt động tự chảy, nhiều tuyến cống xuống cấp, không được bảo trì thường xuyên. Mưa lớn kết hợp triều cường gây ngập lụt diện rộng, thiệt hại kinh tế ước tính 175 tỷ đồng năm 2019. Dự báo mực nước biển dâng 100 cm sẽ làm ngập khoảng 591,4 ha đất, chiếm 1% diện tích thành phố.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của tình trạng thiếu nước và áp lực lên hệ thống cấp nước là sự gia tăng dân số, phát triển kinh tế - xã hội, đặc biệt là ngành du lịch, cùng với tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu như hạn hán, xâm nhập mặn và mực nước biển dâng. So với các nghiên cứu trước đây, luận văn đã bổ sung phân tích chi tiết về tác động của BĐKH đến nguồn nước và hệ thống cấp nước tại Phú Quốc, đồng thời dự báo nhu cầu nước đến năm 2040 với các kịch bản phát triển cụ thể.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ xu hướng nhiệt độ, lượng mưa, mực nước hồ Dương Đông, cùng bảng so sánh công suất cấp nước hiện tại và nhu cầu dự báo. Bảng thống kê tỷ lệ hộ gia đình sử dụng nước sạch theo khu vực cũng minh họa rõ sự phân bố không đồng đều về cấp nước.

Kết quả nghiên cứu nhấn mạnh sự cần thiết của việc nâng cấp, mở rộng hệ thống cấp nước, đồng thời áp dụng các giải pháp bền vững, thích ứng với biến đổi khí hậu để đảm bảo an ninh nguồn nước và phát triển bền vững cho Phú Quốc.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Mở rộng và nâng cấp hệ thống cấp nước: Tăng công suất trạm cấp nước hiện tại từ 20.000 m³/ngày-đêm lên tối thiểu 90.000 m³/ngày-đêm đến năm 2030, sử dụng công nghệ xử lý nước tiên tiến như màng RO để xử lý nước mặt và nước biển, đồng thời xây dựng thêm hồ chứa mới để tăng trữ lượng nước thô. Chủ thể thực hiện: UBND thành phố phối hợp với các đơn vị cấp nước, thời gian: 2025-2030.

  2. Ứng dụng công nghệ tiết kiệm và tái sử dụng nước: Khuyến khích sử dụng thiết bị tiết kiệm nước trong sinh hoạt và dịch vụ, phát triển hệ thống thu gom và tái sử dụng nước mưa, nước thải sau xử lý để giảm áp lực lên nguồn nước ngọt. Chủ thể thực hiện: Các doanh nghiệp, hộ gia đình, chính quyền địa phương, thời gian: 2024-2030.

  3. Cải thiện hệ thống thoát nước và quản lý ngập lụt: Xây dựng, nâng cấp mạng lưới thoát nước theo mô hình tách nước mưa và nước thải, tăng cường bảo trì, nạo vét kênh rạch, áp dụng các giải pháp xanh như hồ điều hòa, bãi thấm để giảm ngập lụt. Chủ thể thực hiện: Sở Xây dựng, UBND thành phố, thời gian: 2024-2028.

  4. Tăng cường giám sát và quản lý nguồn nước: Thiết lập hệ thống quan trắc chất lượng và trữ lượng nước mặt, nước ngầm liên tục, xây dựng cơ chế quản lý khai thác bền vững, hạn chế khai thác quá mức, đồng thời nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ nguồn nước. Chủ thể thực hiện: Sở Tài nguyên và Môi trường, các cơ quan chức năng, thời gian: 2024 trở đi.

  5. Lồng ghép thích ứng biến đổi khí hậu trong quy hoạch cấp nước: Đưa các kịch bản biến đổi khí hậu vào quy hoạch phát triển hệ thống cấp nước, đảm bảo tính linh hoạt và khả năng ứng phó với các tình huống khí hậu cực đoan. Chủ thể thực hiện: UBND tỉnh Kiên Giang, các đơn vị tư vấn quy hoạch, thời gian: 2024-2026.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên nước và môi trường: Luận văn cung cấp dữ liệu, phân tích và giải pháp cụ thể giúp hoạch định chính sách, quy hoạch phát triển cấp nước bền vững, thích ứng với biến đổi khí hậu tại Phú Quốc và các vùng đảo tương tự.

  2. Các đơn vị cung cấp và quản lý hệ thống cấp nước: Thông tin về hiện trạng, dự báo nhu cầu và công nghệ xử lý nước giúp các đơn vị này nâng cao hiệu quả vận hành, mở rộng mạng lưới và áp dụng công nghệ phù hợp.

  3. Các nhà nghiên cứu và học viên chuyên ngành biến đổi khí hậu, quản lý tài nguyên nước: Luận văn là tài liệu tham khảo quý giá về tác động của biến đổi khí hậu đến nguồn nước và hệ thống cấp nước, cũng như các phương pháp nghiên cứu và mô hình hóa mạng lưới cấp nước.

  4. Doanh nghiệp và nhà đầu tư trong lĩnh vực công nghệ nước và phát triển hạ tầng: Cung cấp cái nhìn tổng quan về nhu cầu thị trường, các giải pháp công nghệ và xu hướng phát triển bền vững, từ đó định hướng đầu tư hiệu quả tại Phú Quốc.

Câu hỏi thường gặp

  1. Biến đổi khí hậu ảnh hưởng như thế nào đến nguồn nước tại Phú Quốc?
    Biến đổi khí hậu làm tăng nhiệt độ trung bình, giảm lượng mưa trung bình, gây hạn hán kéo dài và mực nước biển dâng, dẫn đến suy giảm trữ lượng nước ngọt, xâm nhập mặn sâu vào đất liền, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng và khả năng khai thác nguồn nước.

  2. Hiện trạng hệ thống cấp nước tại Phú Quốc ra sao?
    Hiện có ba hệ thống cấp nước chính với tổng công suất thiết kế khoảng 35.000 m³/ngày-đêm, trong đó hệ thống đô thị hoạt động khoảng 20.000 m³/ngày-đêm, chưa đáp ứng đủ nhu cầu ngày càng tăng của dân cư và du khách.

  3. Nhu cầu sử dụng nước dự báo đến năm 2040 là bao nhiêu?
    Dự báo nhu cầu nước đến năm 2040 khoảng 190.000 m³/ngày-đêm, tăng hơn 5 lần so với trữ lượng khai thác an toàn hiện tại, do sự gia tăng dân số, phát triển du lịch và công nghiệp dịch vụ.

  4. Giải pháp cấp nước bền vững nào được đề xuất cho Phú Quốc?
    Bao gồm mở rộng công suất trạm cấp nước, ứng dụng công nghệ xử lý nước tiên tiến, tiết kiệm và tái sử dụng nước, cải thiện hệ thống thoát nước, tăng cường quản lý nguồn nước và lồng ghép thích ứng biến đổi khí hậu trong quy hoạch.

  5. Làm thế nào để giảm thiểu thất thoát nước trong hệ thống cấp nước?
    Áp dụng công nghệ quản lý hiện đại, bảo trì thường xuyên mạng lưới đường ống, thay thế vật liệu ống phù hợp, nâng cao nhận thức người dân và doanh nghiệp về tiết kiệm nước, theo mục tiêu giảm tỷ lệ thất thoát xuống dưới 15% đến năm 2025.

Kết luận

  • Phú Quốc đang đối mặt với thách thức nghiêm trọng về nguồn nước do sự gia tăng nhu cầu và tác động của biến đổi khí hậu, với nhu cầu nước dự báo đến năm 2040 vượt xa trữ lượng khai thác an toàn hiện tại.
  • Biến đổi khí hậu làm tăng nhiệt độ, giảm lượng mưa, gây hạn hán, xâm nhập mặn và ngập lụt, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và trữ lượng nước ngọt trên đảo.
  • Hệ thống cấp nước hiện tại chưa đáp ứng đủ nhu cầu, cần được mở rộng, nâng cấp và áp dụng các công nghệ xử lý nước tiên tiến để đảm bảo cung cấp nước bền vững.
  • Các giải pháp cấp nước bền vững cần kết hợp công nghệ, quản lý, tiết kiệm và thích ứng biến đổi khí hậu, đồng thời cải thiện hệ thống thoát nước để giảm thiểu ngập lụt.
  • Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn cho các cơ quan quản lý, đơn vị cấp nước và nhà đầu tư trong việc quy hoạch, phát triển và vận hành hệ thống cấp nước bền vững tại Phú Quốc trong giai đoạn tới.

Hành động tiếp theo: Khuyến nghị các cơ quan chức năng sớm triển khai các giải pháp đề xuất, đồng thời tiếp tục nghiên cứu, giám sát và cập nhật dữ liệu để điều chỉnh chính sách phù hợp với diễn biến biến đổi khí hậu và nhu cầu phát triển của thành phố.