Tổng quan nghiên cứu

Tỉnh Trà Vinh, nằm trong lưu vực sông Mekong với diện tích tự nhiên khoảng 2.369 km², là một tỉnh nông nghiệp có nguồn tài nguyên nước ngầm Pleistoxen muộn (qp2-3) phân bố sâu từ 90-130m, chiếm hơn 80% diện tích tỉnh. Sau gần 20 năm thực hiện công cuộc đổi mới, sản xuất và đời sống dân cư nông thôn tại đây đã có nhiều chuyển biến tích cực. Tuy nhiên, việc khai thác nước ngầm phục vụ sinh hoạt và sản xuất ngày càng gia tăng, đặc biệt là hoạt động khoan giếng phục vụ tưới hoa màu và nuôi tôm diễn ra mạnh mẽ, dẫn đến nguy cơ ô nhiễm và cạn kiệt tầng chứa nước Pleistoxen muộn.

Từ năm 1987, chương trình khoan giếng do UNICEF tài trợ đã xây dựng hơn 10.000 giếng công cộng, tiếp đến phong trào khoan giếng tự phát trong dân với hơn 70.000 giếng, tạo áp lực lớn lên nguồn nước ngầm. Mặc dù chương trình cấp nước sạch nông thôn đã nâng tỷ lệ dân số sử dụng nước sạch lên khoảng 80%, nhưng lưu lượng khai thác nước ngầm đã vượt quá hàng trăm nghìn m³/ngày, trong khi công tác điều tra cơ bản và quản lý còn hạn chế.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm đánh giá diễn biến chất lượng, đặc tính tầng chứa nước Pleistoxen muộn trước và trong quá trình khai thác, dự báo xu hướng chất lượng nước trong tương lai, đồng thời đề xuất các biện pháp quản lý khai thác hợp lý nhằm bảo vệ nguồn tài nguyên nước ngầm bền vững cho tỉnh Trà Vinh. Thời gian nghiên cứu tập trung từ tháng 6/2006 đến tháng 6/2007, phạm vi nghiên cứu bao gồm toàn bộ địa bàn tỉnh Trà Vinh với trọng tâm là tầng chứa nước Pleistoxen muộn.

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 thủy văn địa chất, đặc biệt là:

  • Lý thuyết tầng chứa nước: Phân tích cấu trúc địa chất, thành phần đất đá, đặc tính thấm nước và áp lực tầng chứa nước để xác định khả năng tích trữ và lưu thông nước ngầm.
  • Mô hình cân bằng khai thác nước ngầm: Tính toán trữ lượng khai thác tiềm năng dựa trên cân bằng giữa lưu lượng tự nhiên bổ sung và khai thác nhân tạo.
  • Khái niệm ô nhiễm nước ngầm: Đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước như xâm nhập mặn, ô nhiễm vi sinh, hóa chất nông nghiệp và công nghiệp.
  • Ứng dụng GIS trong quản lý tài nguyên nước: Sử dụng hệ thống thông tin địa lý để phân vùng cấp nước, quản lý hoạt động khai thác và theo dõi biến động chất lượng nước.

Các khái niệm chính bao gồm: tầng chứa nước Pleistoxen muộn, trữ lượng khai thác, ô nhiễm xâm nhập mặn, cân bằng thủy lực, và quản lý tài nguyên nước bền vững.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập dữ liệu địa chất thủy văn từ các báo cáo của Liên đoàn Địa chất Thủy văn miền Nam, Sở Tài nguyên & Môi trường tỉnh Trà Vinh, Trung tâm nước và Công ty cấp thoát nước tỉnh, cùng các số liệu quan trắc chất lượng nước qua nhiều năm.
  • Phương pháp phân tích: Sử dụng phương pháp tổng hợp, biên hội tài liệu đã có; khảo sát thực tế, lấy mẫu phân tích các chỉ tiêu hóa lý, vi sinh tại các giếng khoan phục vụ sinh hoạt, tưới tiêu và nuôi trồng thủy sản; áp dụng phần mềm Excel, SPSS để xử lý số liệu; sử dụng Surfer 8.0 và Mapinfo 6.0 để biểu diễn bản đồ địa chất, mặt cắt địa chất và mô hình thủy lực.
  • Phương pháp GIS: Xây dựng hệ thống thông tin địa lý phục vụ quản lý hoạt động khai thác, phân vùng cấp nước tập trung và phân tán, theo dõi diễn biến chất lượng nước.
  • Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến các nhà khoa học, quản lý về tài nguyên nước để đánh giá và đề xuất giải pháp.
  • Timeline nghiên cứu: Thực hiện trong vòng 12 tháng (6/2006 - 6/2007), bao gồm thu thập dữ liệu, khảo sát thực địa, phân tích mẫu, xây dựng mô hình và đề xuất giải pháp.

Cỡ mẫu khảo sát gồm hơn 50 giếng khoan đại diện cho các vùng khai thác nước ngầm khác nhau, được chọn theo phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên có chủ đích nhằm đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy của kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Diễn biến khai thác nước ngầm tăng mạnh: Từ năm 1990 đến 2005, số lượng giếng khoan phục vụ sinh hoạt và sản xuất tại Trà Vinh tăng từ khoảng 2.363 giếng lên hơn 114.500 giếng, trong đó giếng bơm tay UNICEF chiếm hơn 40.000 giếng vào năm 1998. Lưu lượng khai thác tầng Pleistoxen muộn ước tính đạt khoảng 122.000 m³/ngày vào năm 2000, vượt quá khả năng bổ sung tự nhiên.

  2. Suy giảm mực nước ngầm: Quan trắc tại các giếng khoan nghiên cứu cho thấy mực nước ngầm tầng Pleistoxen muộn giảm trung bình 0,31 m/năm trong giai đoạn 2000-2006, với mức giảm tối đa lên đến 0,8 m tại một số điểm. Sự suy giảm này liên quan trực tiếp đến khai thác quá mức và thiếu quản lý hiệu quả.

  3. Ô nhiễm và xâm nhập mặn gia tăng: Nước ngầm tầng Pleistoxen muộn tại nhiều khu vực có hàm lượng muối (Cl⁻) dao động từ 460,9 đến 2.056,1 mg/l, vượt tiêu chuẩn cho phép, đặc biệt ở vùng ven biển và gần các kênh rạch chịu ảnh hưởng thủy triều. Ô nhiễm vi sinh (Tổng Coliform vượt 5.000/100ml tại nhiều điểm) và tồn dư thuốc bảo vệ thực vật cũng được phát hiện, gây nguy cơ ảnh hưởng sức khỏe cộng đồng.

  4. Chất lượng nước biến động theo mùa và không gian: Mức độ ô nhiễm và mực nước ngầm thay đổi theo mùa mưa và mùa khô, với mực nước cao nhất vào tháng 10 và thấp nhất vào tháng 5. Các vùng có địa hình thấp, gần biển có nguy cơ xâm nhập mặn cao hơn, trong khi vùng nội địa có nước ngầm tương đối sạch hơn.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của suy giảm mực nước và ô nhiễm tầng chứa nước Pleistoxen muộn là do khai thác nước ngầm không kiểm soát, thiếu quy hoạch và công tác quản lý yếu kém. Việc khoan giếng tự phát, không tuân thủ quy trình kỹ thuật như trám lấp, cách ly tầng chứa nước đã tạo điều kiện cho nước mặt ô nhiễm xâm nhập vào tầng chứa nước ngầm.

So sánh với các nghiên cứu trong khu vực đồng bằng sông Cửu Long, hiện tượng suy giảm mực nước và ô nhiễm nước ngầm tại Trà Vinh tương tự như các tỉnh lân cận, nhưng mức độ khai thác và ô nhiễm có phần nghiêm trọng hơn do mật độ giếng khoan cao và hoạt động nuôi trồng thủy sản phát triển mạnh.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ diễn biến mực nước ngầm theo năm, bản đồ phân bố nồng độ Cl⁻ và Tổng Coliform, bảng so sánh lưu lượng khai thác và trữ lượng tiềm năng. Những biểu đồ này minh họa rõ xu hướng suy giảm và ô nhiễm, làm nổi bật sự cần thiết của các biện pháp quản lý cấp bách.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường quản lý và kiểm soát khai thác nước ngầm: Thiết lập hệ thống cấp phép khoan giếng nghiêm ngặt, kiểm tra định kỳ và xử lý nghiêm các trường hợp khoan giếng trái phép. Mục tiêu giảm tỷ lệ giếng khoan tự phát xuống dưới 20% trong vòng 3 năm, do Sở Tài nguyên và Môi trường chủ trì.

  2. Áp dụng kỹ thuật khoan và trám lấp đúng quy chuẩn: Yêu cầu các đơn vị khoan giếng thực hiện trám lấp, cách ly tầng chứa nước theo quy định để ngăn ngừa ô nhiễm tầng chứa nước. Thực hiện đào tạo kỹ thuật cho thợ khoan trong 12 tháng tới, do các công ty khoan và cơ quan quản lý phối hợp.

  3. Xây dựng và vận hành hệ thống giám sát chất lượng nước ngầm liên tục: Lắp đặt các trạm quan trắc tự động tại các vùng trọng điểm để theo dõi biến động mực nước và chất lượng nước, cập nhật dữ liệu hàng tháng. Mục tiêu hoàn thành trong 2 năm, do Trung tâm Quan trắc môi trường tỉnh thực hiện.

  4. Quy hoạch phân vùng cấp nước hợp lý và phát triển nguồn nước thay thế: Phân vùng khai thác nước ngầm hợp lý, ưu tiên phát triển cấp nước tập trung từ nguồn nước mặt xử lý, giảm áp lực khai thác nước ngầm. Triển khai trong 5 năm, phối hợp giữa Sở Nông nghiệp & Phát triển nông thôn và Sở Xây dựng.

  5. Tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các chương trình giáo dục, hướng dẫn người dân sử dụng nước tiết kiệm, bảo vệ nguồn nước ngầm, hạn chế khoan giếng tự phát. Mục tiêu đạt 80% hộ dân nông thôn tham gia trong 3 năm, do các tổ chức xã hội và chính quyền địa phương phối hợp thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý tài nguyên nước và môi trường: Sở Tài nguyên và Môi trường, Trung tâm Quan trắc môi trường tỉnh Trà Vinh có thể sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách quản lý, quy hoạch khai thác nước ngầm hiệu quả.

  2. Các đơn vị cấp nước và công ty khoan giếng: Tham khảo để áp dụng kỹ thuật khoan, trám lấp đúng quy chuẩn, đồng thời phối hợp giám sát chất lượng nước nhằm đảm bảo an toàn nguồn nước.

  3. Nhà nghiên cứu và học viên ngành tài nguyên môi trường, thủy văn: Nghiên cứu cung cấp dữ liệu thực tiễn, phương pháp phân tích và mô hình quản lý tài nguyên nước ngầm tại vùng đồng bằng sông Cửu Long.

  4. Người dân và cộng đồng nông thôn: Hiểu rõ về tình trạng nguồn nước ngầm, tác động của khai thác quá mức và ô nhiễm, từ đó nâng cao ý thức bảo vệ và sử dụng hợp lý nguồn nước.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao tầng chứa nước Pleistoxen muộn lại quan trọng đối với Trà Vinh?
    Tầng chứa nước này cung cấp nguồn nước ngọt chủ yếu cho sinh hoạt và sản xuất nông nghiệp, chiếm hơn 80% diện tích tỉnh. Việc bảo vệ và khai thác hợp lý tầng này đảm bảo nguồn nước bền vững cho phát triển kinh tế xã hội.

  2. Nguyên nhân chính gây suy giảm mực nước ngầm là gì?
    Khai thác quá mức, khoan giếng tự phát không kiểm soát, thiếu quy hoạch và quản lý kỹ thuật khoan giếng không đúng quy chuẩn là nguyên nhân chính dẫn đến suy giảm mực nước ngầm.

  3. Ô nhiễm nước ngầm tại Trà Vinh có những biểu hiện nào?
    Ô nhiễm xâm nhập mặn với hàm lượng Cl⁻ vượt tiêu chuẩn, ô nhiễm vi sinh (Tổng Coliform vượt ngưỡng cho phép), tồn dư thuốc bảo vệ thực vật và kim loại nặng được phát hiện tại nhiều điểm giếng khoan.

  4. Các biện pháp kỹ thuật nào được đề xuất để bảo vệ nguồn nước ngầm?
    Bao gồm kiểm soát khoan giếng, áp dụng kỹ thuật trám lấp và cách ly tầng chứa nước, xây dựng hệ thống giám sát chất lượng nước, quy hoạch phân vùng khai thác hợp lý và phát triển nguồn nước thay thế.

  5. Làm thế nào để cộng đồng tham gia bảo vệ nguồn nước ngầm?
    Thông qua tuyên truyền nâng cao nhận thức, hướng dẫn sử dụng nước tiết kiệm, hạn chế khoan giếng tự phát và phối hợp với chính quyền địa phương trong giám sát và bảo vệ nguồn nước.

Kết luận

  • Nguồn nước ngầm tầng Pleistoxen muộn tại Trà Vinh đang chịu áp lực khai thác lớn với hơn 114.500 giếng khoan, dẫn đến suy giảm mực nước trung bình 0,31 m/năm và nguy cơ ô nhiễm gia tăng.
  • Chất lượng nước ngầm biến động theo mùa, có dấu hiệu xâm nhập mặn và ô nhiễm vi sinh, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng và phát triển kinh tế nông nghiệp.
  • Nghiên cứu đã phân tích chi tiết đặc điểm địa chất thủy văn, trữ lượng khai thác tiềm năng và đề xuất các biện pháp quản lý kỹ thuật, quy hoạch và giám sát nhằm bảo vệ nguồn nước ngầm bền vững.
  • Việc áp dụng hệ thống GIS trong quản lý cấp nước và khai thác nước ngầm là công cụ hiệu quả giúp theo dõi, phân vùng và điều phối khai thác hợp lý.
  • Các bước tiếp theo cần triển khai là hoàn thiện hệ thống giám sát, tăng cường quản lý khoan giếng, tuyên truyền cộng đồng và phát triển nguồn nước thay thế nhằm đảm bảo an ninh nguồn nước lâu dài cho tỉnh Trà Vinh.

Kêu gọi hành động: Các cơ quan quản lý, nhà khoa học và cộng đồng cần phối hợp chặt chẽ để thực hiện các giải pháp đề xuất, bảo vệ nguồn tài nguyên nước ngầm quý giá, góp phần phát triển kinh tế xã hội bền vững tại Trà Vinh và vùng đồng bằng sông Cửu Long.