Luận văn: Đánh giá tài nguyên nước ngọt đảo Phú Quốc trước biến đổi môi trường

Luận văn thạc sĩ đánh giá tính dễ bị tổn thương của tài nguyên nước ngọt tại đảo Phú Quốc, Kiên Giang trước tác động của biến đổi môi trường.

• Tác giả: Nguyễn Tiến Quang
• Người hướng dẫn: Dr Phạm Thị Minh Thư
• Trường học: Thuyloi University
• Chuyên ngành: Integrated Water Resources Management
• Đề tài: Vulnerability Assessment Of Freshwater Resources In Island To Environment Change A Case Study In Phu Quoc Island – Kien Giang Province
• Loại tài liệu: MSc Thesis
• Năm xuất bản: 2015

Mục lục chi tiết

• 1. CHAPTER 1: INTRODUCTION
• 1.1. Problem statement
• 1.2. Objectives and Research questions
• 1.3. The Assessment Process
• 1.4. Structure of the thesis
• 2. CHAPTER 2: LITERATURE REWIEW
• 2.1. Concepts of vulnerability
• 2.2. Vulnerability assessment
• 2.3. Previous studies in study area
• 2.4. Overview of assessment methods
• 3. CHAPTER 3: OVERVIEW OF FRESHWATER RESOURCES
• 4. CHAPTER 4: METHODS TO ASSESS THE VULNERABILITY OF FRESHWATER RESOURCES
• 5. CHAPTER 5: VULNERABILITY ASSESSMENT OF FRESHWATER RESOURCES ON THE ISLAND OF PHU QUOC
• 6. CHAPTER 6: CONCLUSIONS, LIMITATIONS AND RECOMMENDATIONS

Tóm tắt

I. Khám phá tài nguyên nước ngọt Phú Quốc Tiềm năng thực trạng

Phú Quốc, hay còn gọi là Đảo Ngọc, sở hữu một hệ thống tài nguyên nước tương đối đa dạng nhưng cũng rất nhạy cảm. Nguồn cung cấp nước chính đến từ lượng mưa dồi dào, với trung bình năm đạt 2.902 mm. Lượng mưa này hình thành nên mạng lưới sông suối khá dày đặc (0,42 km/km²), cao nhất trong các đảo ven bờ Việt Nam. Tuy nhiên, sự phân bố không đồng đều theo mùa là một thách thức lớn, với mùa mưa (tháng 5 - 11) chiếm tới 89% tổng lượng mưa, gây ra tình trạng dư thừa nước tạm thời và nguy cơ lũ lụt cục bộ. Ngược lại, mùa khô (tháng 12 - 4) chỉ chiếm 11% lượng mưa, dẫn đến tình trạng thiếu nước nghiêm trọng. Nguồn tài nguyên nước ngọt Phú Quốc trước biến đổi môi trường đang đối mặt với nhiều áp lực, đòi hỏi một chiến lược quản lý tổng hợp và bền vững. Sự hiểu biết sâu sắc về tiềm năng trữ lượng và hiện trạng khai thác là bước đầu tiên để đảm bảo an ninh nguồn nước Phú Quốc trong dài hạn, đặc biệt khi hòn đảo đang phát triển mạnh mẽ về du lịch và đô thị hóa.

1.1. Tổng quan mạng lưới sông suối và hồ chứa nước mặt

Hệ thống sông suối trên đảo Phú Quốc có đặc điểm chung là ngắn và dốc. Hai hệ thống sông chính và quan trọng nhất là sông Cửa Cạn (lưu vực 120 km²) và sông Dương Đông (lưu vực 57 km²). Các con sông này có vai trò then chốt trong việc cung cấp nước cho sinh hoạt và sản xuất. Tuy nhiên, lưu lượng nước biến động mạnh theo mùa. Vào mùa mưa, dòng chảy lớn có thể gây xói mòn và lũ lụt cục bộ ở vùng hạ lưu. Ngược lại, vào mùa khô, nhiều con suối nhỏ gần như cạn kiệt, ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống người dân. Để điều tiết nguồn nước, hồ Dương Đông đã được xây dựng, đóng vai trò là công trình trữ nước quan trọng nhất, giúp giảm thiểu tình trạng thiếu nước ngọt trong mùa khô và cắt giảm lũ vào mùa mưa. Việc bảo vệ nguồn nước mặt khỏi các hoạt động gây ô nhiễm là ưu tiên hàng đầu trong công tác quản lý tài nguyên nước hiện nay.

1.2. Đánh giá trữ lượng và chất lượng nguồn nước ngầm Phú Quốc

Nguồn nước ngầm Phú Quốc có trữ lượng tiềm năng khá lớn, ước tính khoảng 102.348 m³/ngày, trong đó tầng chứa nước không áp là 77.211 m³/ngày. Nguồn nước này đóng vai trò sống còn, đặc biệt tại các khu vực chưa có hệ thống cấp nước tập trung. Hiện tại, có đến 14.291 công trình khai thác nước dưới đất, chiếm 96,5% tổng số công trình khai thác nước trên đảo. Tuy nhiên, việc khai thác nước dưới đất quá mức và thiếu quy hoạch đang gây ra nhiều hệ lụy. Tại các khu vực ven biển, việc khai thác quá mức đã làm mực nước ngầm hạ thấp, tạo điều kiện cho hiện tượng xâm nhập mặn diễn ra, làm suy giảm chất lượng nước. Thêm vào đó, nguy cơ ô nhiễm nguồn nước ngầm từ các bãi rác không hợp vệ sinh và nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý là một vấn đề đáng báo động, đe dọa trực tiếp đến sự bền vững của nguồn tài nguyên quý giá này.

II. 5 Thách thức lớn nhất với an ninh nguồn nước Phú Quốc hôm nay

An ninh nguồn nước trên đảo Phú Quốc đang phải đối mặt với những thách thức chưa từng có, xuất phát từ sự kết hợp của các yếu tố tự nhiên và áp lực phát triển kinh tế - xã hội. Biến đổi khí hậu đang làm thay đổi quy luật mưa, gây ra các đợt hạn hán kéo dài và những trận mưa cực đoan, ảnh hưởng trực tiếp đến trữ lượng nước mặt và nước ngầm. Bên cạnh đó, sự tăng trưởng dân số nhanh chóng và bùng nổ du lịch đã tạo ra một nhu cầu sử dụng nước khổng lồ, vượt xa khả năng đáp ứng tự nhiên của hòn đảo trong mùa khô. Theo nghiên cứu, nhu cầu nước dự báo tăng từ 20,99 triệu m³ năm 2007 lên 54,29 triệu m³ vào năm 2020. Tình trạng suy thoái tài nguyên nước ngày càng rõ rệt, biểu hiện qua việc cạn kiệt các dòng suối, tụt giảm mực nước ngầm và gia tăng ô nhiễm. Việc nhận diện và đánh giá đúng mức độ các thách thức này là cơ sở để xây dựng các giải pháp ứng phó hiệu quả, bảo vệ tài nguyên nước ngọt Phú Quốc trước biến đổi môi trường.

2.1. Tác động của biến đổi khí hậu và hiện tượng thời tiết cực đoan

Phú Quốc nằm trong khu vực dễ bị tổn thương bởi biến đổi khí hậu. Các phân tích dữ liệu từ năm 1985 đến 2011 cho thấy xu hướng tổng lượng mưa hàng năm có chiều hướng giảm nhẹ. Đồng thời, mực nước biển dâng và biên độ triều có xu hướng tăng, làm gia tăng nguy cơ xâm nhập mặn sâu hơn vào các cửa sông và các tầng chứa nước ngầm ven biển. Các hiện tượng thời tiết cực đoan như hạn hán kéo dài trong mùa khô và các trận mưa lớn với cường độ cao trong mùa mưa ngày càng phổ biến. Hạn hán gây ra tình trạng thiếu nước ngọt nghiêm trọng, ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt. Trong khi đó, mưa lớn tập trung trong thời gian ngắn gây lũ lụt cục bộ, xói mòn đất, và cuốn theo chất ô nhiễm từ đất liền ra sông suối và biển, gây ra những tác động môi trường tiêu cực.

2.2. Áp lực từ đô thị hóa và phát triển du lịch thiếu bền vững

Tốc độ đô thị hóa Phú Quốc và sự phát triển nóng của ngành du lịch là hai trong số những động lực chính gây áp lực lên tài nguyên nước. Quy hoạch tổng thể đến năm 2030 dự kiến dân số các khu đô thị lớn như Dương Đông, An Thới sẽ tăng vọt, kéo theo nhu cầu về nước sinh hoạt và dịch vụ tăng theo cấp số nhân. Việc xây dựng hàng loạt khu nghỉ dưỡng, khách sạn ven biển đòi hỏi một lượng nước khổng lồ, chủ yếu được khai thác từ nguồn nước ngầm Phú Quốc. Hoạt động này không chỉ gây suy giảm trữ lượng mà còn làm tăng nguy cơ sụt lún đất. Hơn nữa, lượng nước thải khổng lồ từ các hoạt động này, nếu không được xử lý triệt để, sẽ trở thành nguồn gây ô nhiễm nguồn nước nghiêm trọng, ảnh hưởng đến cả hệ sinh thái ven bờ và sức khỏe cộng đồng. Đây là bài toán cấp bách cho phát triển du lịch bền vững.

2.3. Hiện trạng ô nhiễm nguồn nước và quản lý chất thải rắn

Tình trạng ô nhiễm nguồn nước ở Phú Quốc đang ở mức báo động. Nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư và cơ sở du lịch phần lớn chưa được xử lý hoặc xử lý sơ sài trước khi thải trực tiếp ra môi trường. Theo tài liệu nghiên cứu, chỉ có thị trấn Dương Đông có hệ thống thu gom nước thải nhưng hệ thống xử lý vẫn còn hạn chế. Nước thải đổ ra sông Dương Đông, cảng An Thới... gây ô nhiễm hữu cơ và vi sinh vật. Bên cạnh đó, việc quản lý chất thải rắn còn nhiều bất cập. Chỉ khoảng 60% rác thải được thu gom, phần còn lại bị vứt bừa bãi hoặc tự xử lý. Các bãi rác lộ thiên ở Dương Đông và An Thới là nguồn rò rỉ nước rỉ rác, ngấm xuống đất và làm ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước ngầm Phú Quốc, đe dọa trực tiếp đến an ninh nguồn nước Phú Quốc.

III. Phương pháp quản lý tài nguyên nước Phú Quốc một cách bền vững

Để đối phó với các thách thức hiện hữu, việc áp dụng các giải pháp cấp nước và quản lý tổng hợp là yêu cầu tất yếu. Một chiến lược hiệu quả phải dựa trên sự kết hợp hài hòa giữa các giải pháp công trình và phi công trình. Về công trình, việc đầu tư xây dựng và nâng cấp các hồ chứa, đập dâng để tăng khả năng tích trữ nước mặt trong mùa mưa là cực kỳ quan trọng. Song song đó, cần phải quy hoạch và kiểm soát chặt chẽ việc khai thác nước dưới đất, thiết lập các vùng cấm và vùng hạn chế khai thác tại những khu vực nhạy cảm. Về phi công trình, việc xây dựng một hành lang pháp lý mạnh mẽ, các chính sách khuyến khích sử dụng nước tiết kiệm, và nâng cao nhận thức cộng đồng là nền tảng. Việc áp dụng các mô hình quản lý tài nguyên nước tích hợp (IWRM) sẽ giúp điều phối lợi ích giữa các ngành, đảm bảo việc sử dụng nước công bằng và hiệu quả, hướng tới mục tiêu phát triển du lịch bền vững và bảo vệ môi trường.

3.1. Quy hoạch và xây dựng các công trình trữ nước điều tiết

Giải pháp công trình đóng vai trò xương sống trong việc đảm bảo an ninh nguồn nước. Ngoài hồ Dương Đông hiện có, cần nghiên cứu quy hoạch và xây dựng thêm các hồ chứa vừa và nhỏ tại các lưu vực sông khác. Các công trình này không chỉ có nhiệm vụ tích nước phục vụ mùa khô mà còn giúp giảm lũ, chống xâm nhập mặn bằng cách duy trì dòng chảy tối thiểu ra cửa sông. Việc xây dựng các đập dâng nhỏ trên các con suối cũng là một giải pháp hiệu quả để bổ sung nhân tạo cho nguồn nước ngầm Phú Quốc. Quá trình quy hoạch cần dựa trên các nghiên cứu khoa học kỹ lưỡng về thủy văn, địa chất và tác động môi trường, đảm bảo hiệu quả kinh tế và giảm thiểu ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái tự nhiên của đảo.

3.2. Kiểm soát khai thác và bảo vệ nguồn nước ngầm

Bảo vệ nước ngầm Phú Quốc là nhiệm vụ sống còn. Cần khẩn trương thực hiện việc điều tra, khoanh vùng các khu vực có nguy cơ ô nhiễm và suy thoái cao để áp dụng các biện pháp bảo vệ nghiêm ngặt. Việc cấp phép khai thác nước dưới đất phải được quản lý chặt chẽ, dựa trên trữ lượng cho phép khai thác của từng khu vực và phải có đồng hồ đo đếm. Đối với các khu du lịch, resort, cần yêu cầu bắt buộc phải có phương án sử dụng nước tiết kiệm và hệ thống xử lý, tái sử dụng nước thải. Đồng thời, cần triển khai các dự án trám lấp giếng khoan hỏng, không sử dụng để ngăn chặn nguy cơ ô nhiễm lan truyền giữa các tầng chứa nước, góp phần bảo vệ sự trong sạch của nguồn tài nguyên chiến lược này.

IV. Cách đánh giá tổn thương tài nguyên nước theo chuẩn quốc tế

Để có những giải pháp căn cơ, việc lượng hóa mức độ脆弱 (vulnerability) của hệ thống tài nguyên nước là vô cùng cần thiết. Luận văn nghiên cứu đã áp dụng phương pháp đánh giá do Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc (UNEP) và Đại học Peking phát triển. Phương pháp này phân tích toàn diện, dựa trên khung DPSIR (Động lực - Áp lực - Hiện trạng - Tác động - Đáp ứng). Nó không chỉ xem xét các yếu tố thủy văn mà còn tích hợp các khía cạnh kinh tế - xã hội và năng lực quản lý. Chỉ số tổn thương (Vulnerability Index - VI) được tính toán dựa trên bốn nhóm tham số chính: Căng thẳng tài nguyên (Resource Stresses), Áp lực phát triển (Development Pressures), Mất an toàn sinh thái (Ecological Insecurity), và Thách thức quản lý (Management Challenges). Việc áp dụng phương pháp này cho phép xác định các điểm yếu trong hệ thống quản lý tài nguyên nước của Phú Quốc, từ đó đề xuất các biện pháp can thiệp đúng trọng tâm.

4.1. Phân tích áp lực phát triển và căng thẳng nguồn nước

Nhóm tham số Căng thẳng tài nguyên (RS) và Áp lực phát triển (DP) phản ánh sự mất cân bằng giữa cung và cầu nước. Tại Phú Quốc, động lực (Driver) chính là chính sách phát triển kinh tế, thu hút đầu tư du lịch. Điều này tạo ra áp lực (Pressure) là sự gia tăng dân số cơ học và nhu cầu sử dụng nước tăng vọt. Căng thẳng tài nguyên được đo lường thông qua lượng nước bình quân đầu người và hệ số biến thiên mưa. Áp lực phát triển được thể hiện qua tỷ lệ khai thác so với trữ lượng tiềm năng và tỷ lệ dân số chưa được tiếp cận nước sạch an toàn. Kết quả phân tích cho thấy, dù tổng lượng nước dồi dào, sự biến động theo mùa và áp lực khai thác nước dưới đất quá mức đã đẩy hệ thống đến gần ngưỡng căng thẳng, đặc biệt là vào mùa khô.

4.2. Lượng hóa mất an toàn sinh thái và thách thức quản lý

Mất an toàn sinh thái (ES) và Thách thức quản lý (MC) là hai nhóm tham số quan trọng phản ánh sức khỏe của hệ sinh thái và năng lực ứng phó của hệ thống. Mất an toàn sinh thái được đánh giá qua tỷ lệ nước thải chưa xử lý (gây ô nhiễm nguồn nước) và tỷ lệ diện tích thảm thực vật bị suy giảm. Tại Phú Quốc, việc xử lý nước thải và rác thải còn yếu kém là yếu tố chính làm tăng chỉ số này. Về Thách thức quản lý, các chỉ số được sử dụng bao gồm hiệu quả sử dụng nước (tính theo GDP/m³ nước), tỷ lệ dân số chưa tiếp cận nhà vệ sinh hợp quy cách. Những chỉ số này cho thấy năng lực quản lý tài nguyên nước của địa phương vẫn còn nhiều hạn chế, cần được cải thiện để giảm thiểu mức độ tổn thương của tài nguyên nước ngọt Phú Quốc trước biến đổi môi trường.

V. Tương lai tài nguyên nước Phú Quốc Định hướng phát triển bền vững

Tương lai của tài nguyên nước ngọt Phú Quốc trước biến đổi môi trường phụ thuộc hoàn toàn vào các hành động và quyết sách của ngày hôm nay. Để đảm bảo một tương lai bền vững, Phú Quốc cần chuyển đổi từ cách tiếp cận khai thác bị động sang quản lý chủ động và tích hợp. Điều này đòi hỏi một tầm nhìn dài hạn, trong đó an ninh nguồn nước Phú Quốc được coi là trụ cột cho sự phát triển kinh tế - xã hội. Các định hướng chính bao gồm việc đa dạng hóa nguồn cung cấp nước, không chỉ phụ thuộc vào nước ngầm mà còn tối ưu hóa việc khai thác nước mặt, thu gom và sử dụng nước mưa. Song song đó, việc quản lý nhu cầu thông qua các chính sách khuyến khích tiết kiệm nước và áp dụng công nghệ tái sử dụng nước là bắt buộc. Cuối cùng, sự tham gia của cộng đồng và doanh nghiệp trong việc giám sát và bảo vệ nguồn nước sẽ tạo ra sức mạnh tổng hợp, giúp Đảo Ngọc vượt qua các thách thức và phát triển theo hướng bền vững.

5.1. Khuyến nghị chính sách và nâng cao năng lực quản lý

Cần sớm hoàn thiện và thực thi quy hoạch tổng thể về quản lý tài nguyên nước trên đảo, tích hợp với quy hoạch sử dụng đất và phát triển kinh tế. Các chính sách cần được ban hành để kiểm soát chặt chẽ hoạt động xả thải, áp dụng nguyên tắc 'người gây ô nhiễm phải trả tiền'. Nâng cao năng lực cho các cơ quan quản lý nhà nước tại địa phương thông qua đào tạo và đầu tư trang thiết bị quan trắc, giám sát tự động chất lượng và số lượng nước. Xây dựng một cơ sở dữ liệu thống nhất về tài nguyên nước để hỗ trợ việc ra quyết định dựa trên bằng chứng khoa học. Việc tăng cường hợp tác giữa các bên liên quan, từ chính quyền, doanh nghiệp đến người dân, là chìa khóa để thực thi hiệu quả các chính sách.

5.2. Giải pháp công nghệ và vai trò của cộng đồng

Áp dụng các giải pháp cấp nước công nghệ cao là một hướng đi tất yếu. Cần nghiên cứu khả năng áp dụng công nghệ khử mặn nước biển với quy mô phù hợp để giảm áp lực lên nguồn nước ngọt truyền thống. Thúc đẩy việc lắp đặt hệ thống xử lý nước thải phi tập trung tại các khu du lịch, nhà hàng và khu dân cư xa trung tâm. Khuyến khích các mô hình thu gom và sử dụng nước mưa tại hộ gia đình và công trình. Quan trọng hơn cả, cần đẩy mạnh công tác truyền thông để nâng cao nhận thức của cộng đồng và du khách về tầm quan trọng của việc tiết kiệm và bảo vệ nguồn nước. Mỗi cá nhân, mỗi doanh nghiệp đều có vai trò trong việc bảo vệ tài nguyên nước ngọt Phú Quốc, đảm bảo sự phát triển hài hòa và bền vững cho Đảo Ngọc.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Huyện đảo Phú Quốc (tỉnh Kiên Giang) có diện tích tự nhiên 567,55 km² với bờ biển dài khoảng 150 km, sở hữu lượng mưa dồi dào trung bình 2.902 mm/năm. Tuy nhiên, nguồn tài nguyên nước ngọt tại đây đang đối mặt với nguy cơ suy thoái nghiêm trọng do 89% lượng mưa (khoảng 2.570 mm) chỉ tập trung trong 7 tháng mùa mưa, trong khi 5 tháng mùa khô chỉ nhận 11% lượng mưa (khoảng 332 mm). Sự phát triển kinh tế bùng nổ với tốc độ tăng trưởng GDP đạt 24,68% và quy mô dân số năm 2012 đạt 96.940 người đang tạo ra sức ép khổng lồ lên hệ thống cấp nước. Tổng nhu cầu sử dụng nước trên đảo được dự báo tăng từ 20,99 triệu m³/năm (năm 2007) lên 54,29 triệu m³/năm vào năm 2020.

Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là tiên phong thử nghiệm và ứng dụng khung phương pháp luận đánh giá tính dễ bị tổn thương tài nguyên nước ngọt của Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc (UNEP) kết hợp cùng Đại học Bắc Kinh cho đối tượng hải đảo Tây Nam Việt Nam. Phạm vi nghiên cứu bao quát toàn bộ 2 thị trấn và 6 xã trực thuộc huyện đảo Phú Quốc, tích hợp chuỗi dữ liệu thủy văn khí tượng từ năm 1984 đến 2011. Nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn khi thiết lập các chỉ số định lượng cụ thể, tạo cơ sở khoa học để chính quyền địa phương chuyển dịch từ quản lý thụ động sang Quản lý tổng hợp tài nguyên nước (IWRM), bảo đảm cân bằng giữa bảo tồn hệ sinh thái 314,22 km² của Vườn quốc gia Phú Quốc và định hướng phát triển đảo thành trung tâm du lịch sinh thái chất lượng cao.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn vận dụng khung phân tích DPSIR (Drivers - Pressures - State - Impacts - Responses) do Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế (OECD) phát triển và được UNEP chuẩn hóa, kết hợp với phương pháp luận đánh giá tính dễ bị tổn thương tài nguyên nước ngọt năm 2009 của UNEP và Đại học Bắc Kinh. Mô hình tính toán chỉ số tổn thương tổng hợp được xác lập dưới dạng hàm số đa biến: $VI = f(RS, DP, ES, MC)$, trong đó các giá trị được chuẩn hóa trong thang đo từ 0 (hoàn toàn an toàn) đến 1 (vực rủi ro cực kỳ nghiêm trọng). Khung lý thuyết tập trung vào 4 trụ cột khái niệm chính:

• Căng thẳng tài nguyên (Resource Stresses - RS): Đánh giá qua thông số khan hiếm nước theo tiêu chuẩn Falkenmark (ngưỡng 1.700 m³/người/năm) và thông số biến thiên lượng mưa qua hệ số biến thiên $C_v$.
• Áp lực phát triển (Development Pressures - DP): Phản ánh tỷ lệ khai thác trên tổng trữ lượng tiềm năng và tỷ lệ dân cư chưa được tiếp cận nguồn nước sạch hợp vệ sinh.
• Mất an ninh sinh thái (Ecological Insecurity - ES): Đo lường tương quan giữa tổng lượng nước thải chưa qua xử lý với tổng trữ lượng nước, cùng tỷ lệ diện tích suy giảm thảm phủ thực vật tự nhiên.
• Thách thức quản trị (Management Challenges - MC): Lượng hóa năng lực tiếp cận công trình vệ sinh đạt chuẩn và chỉ số hiệu quả kinh tế từ việc sử dụng một đơn vị thể tích nước.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu đa dạng và đáng tin cậy: chuỗi số liệu quan trắc 27 năm (1984–2011) từ Trạm Khí tượng Thủy văn Dương Đông; số liệu mực nước và biên độ triều giai đoạn 1988–2010; dữ liệu điều tra thực địa 14.810 công trình khai thác nước trên toàn đảo; báo cáo quy hoạch tài nguyên nước của Trung tâm Quy hoạch và Điều tra Tài nguyên nước Quốc gia (NAWAPI) và Viện Quy hoạch Thủy lợi Miền Nam.

Phương pháp chọn mẫu điều tra được thực hiện theo nguyên tắc phân tầng không gian kết hợp khảo sát ngẫu nhiên trên 8 đơn vị hành chính (gồm thị trấn Dương Đông, An Thới và 6 xã: Bãi Thơm, Gành Dầu, Cửa Dương, Cửa Cạn, Dương Tơ, Hàm Ninh). Cỡ mẫu khảo sát bao gồm toàn bộ 14.291 công trình khai thác nước ngầm và 519 công trình khai thác nước mặt, kết hợp khảo sát hiện trạng 39.618 ha rừng tự nhiên. Lý do lựa chọn mô hình DPSIR và phương pháp tính toán chỉ số VI là khả năng định lượng hóa đa chiều các tác động phức tạp, cho phép liên kết chặt chẽ giữa các chỉ số tự nhiên học và động lực kinh tế - xã hội, khắc phục triệt để hạn chế của các phương pháp đánh giá cục bộ truyền thống.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã chỉ ra 4 phát hiện cốt lõi về hiện trạng tài nguyên nước tại Phú Quốc:

1. Sự phân bố tài nguyên nước mất cân đối nghiêm trọng theo thời gian và không gian: Tổng lượng dòng chảy mặt hàng năm đạt khoảng 950 triệu m³, nhưng tập trung đến 89% vào mùa mưa tạo ra lưu lượng đỉnh lũ tại sông Cửa Cạn lên tới 6,792 m³/s (tháng 8), trong khi mùa khô chỉ đạt 0,374 m³/s (tháng 2), chênh lệch hơn 18 lần. Mật độ sông suối cao (0,42 km/km²) nhưng độ dốc sườn núi lớn (>15% chiếm 62,47% diện tích) khiến nước mưa thoát nhanh ra biển, gây lũ quét ngắn ngày (1–2 ngày) và khô hạn gay gắt ngay sau đó.
2. Khai thác nước dưới đất quá mức và nguy cơ suy kiệt tầng chứa nước: Trong tổng số 14.810 công trình khai thác nước, giếng khoan nước ngầm chiếm tới 96,5% (14.291 công trình), trong khi công trình nước mặt chỉ chiếm 3,5% (519 công trình). Mặc dù tổng trữ lượng tiềm năng nước dưới đất đạt 102.775 m³/ngày (tầng không áp đạt 77.211 m³/ngày, tầng chứa nước có áp đạt 25.564 m³/ngày), việc khai thác phân tán tự phát đã làm suy giảm mực nước tĩnh tại các xã Gành Dầu, Bãi Thơm và gia tăng ranh giới xâm nhập mặn ven bờ vào tháng 2 và tháng 3.
3. Sức ép ô nhiễm từ nước thải sinh hoạt và hoạt động du lịch: Hồ chứa nước Dương Đông có dung tích hữu ích 3,0 triệu m³ là nguồn cấp nước mặt chính nhưng đang chịu áp lực ô nhiễm từ lưu vực. Thị trấn Dương Đông mới chỉ có hệ thống cống thoát nước gom khoảng 80% lưu lượng nước thải (công suất thiết kế 70.000 m³/ngày) nhưng xả thẳng ra sông Dương Đông mà chưa qua xử lý triệt để; tỷ lệ thu gom chất thải rắn toàn đảo chỉ đạt khoảng 60%, 40% lượng rác còn lại xả trực tiếp hoặc chôn lấp tại 2 bãi rác lộ thiên gây ô nhiễm trực tiếp đến nguồn nước ngầm.
4. Nhu cầu tiêu thụ nước tăng vọt do chuyển dịch cơ cấu kinh tế: Nhu cầu nước của ngành sinh hoạt đô thị và công nghiệp tăng từ 13,138 triệu m³ (năm 2007) lên 28,459 triệu m³ (năm 2020), chiếm 52,4% tổng nhu cầu toàn đảo. Tỷ trọng sử dụng nước nông nghiệp giảm dần từ 48,9% (năm 2010) xuống còn 30,5% (năm 2020).

Thảo luận kết quả

Dữ liệu thủy văn của luận văn được mô hình hóa trực quan thông qua biểu đồ phân bố dòng chảy 12 tháng tại 7 vị trí đo chính (sông Cửa Cạn, Dương Đông, Cửa Lấp, Rạch Cả, Suối Lớn) và bản đồ chuyên đề GIS về hiện trạng khai thác nước. Khi so sánh với các nghiên cứu tài nguyên nước tại lưu vực sông Thạch Hãn hay sông Nhuệ - Đáy trên đất liền, tính dễ bị tổn thương của đảo Phú Quốc có nét đặc thù rất lớn: đảo hoàn toàn không có nguồn nước bổ cập ngoại lai và chịu tác động trực tiếp từ dao động biên độ triều biển Tây.

Nguyên nhân chính dẫn đến sự tổn thương cao của tài nguyên nước Phú Quốc bắt nguồn từ sự mất cân đối giữa tốc độ đô thị hóa loại II với tiến độ đầu tư hạ tầng cấp thoát nước. Biến đổi khí hậu với hiện tượng El Nino/La Nina làm gia tăng độ bất định của các đợt mưa cực đoan, kết hợp với hiện tượng mực nước biển dâng và biên độ triều gia tăng trong giai đoạn 1988–2010 khiến nguy cơ xâm nhập mặn vào các cửa sông Rạch Tràm, Cửa Cạn, Cửa Lấp ngày càng tiến sâu vào nội địa từ 2–5 km trong mùa khô.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm giảm thiểu mức độ tổn thương và hướng tới bảo đảm an ninh tài nguyên nước bền vững cho Phú Quốc, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp chiến lược:

1. Nâng cao năng lực tích trữ và điều tiết nguồn nước mặt: UBND tỉnh Kiên Giang và Sở Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn cần phê duyệt dự án nâng cấp hồ chứa nước Dương Đông hiện hữu (dung tích 3,0 triệu m³) và đẩy nhanh tiến độ xây dựng mới hệ thống các hồ chứa nước ngọt Cửa Cạn, Suối Lớn với tổng dung tích bổ sung đạt trên 15 triệu m³ giai đoạn 2020–2025, nhằm giảm tỷ trọng phụ thuộc vào nguồn nước ngầm xuống dưới 40%.
2. Kiểm soát chặt chẽ và cấp phép mạng lưới khai thác nước ngầm: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Kiên Giang cần ban hành quy chế siết chặt quản lý 14.291 công trình giếng khoan phân tán; thiết lập ngay mạng quan trắc tự động gồm 15 trạm đo độ mặn và mực nước ngầm tầng nông dọc các xã ven biển Bãi Thơm, Gành Dầu, Hàm Ninh, hoàn thành trước năm 2022.
3. Đầu tư đồng bộ hạ tầng thu gom và xử lý nước thải tập trung: Ban Quản lý Khu kinh tế Phú Quốc và chính quyền địa phương cần đưa vào vận hành các nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt tập trung tại Dương Đông và An Thới với công suất xử lý tối thiểu đạt 85% tổng lượng nước thải phát sinh, chấm dứt hoàn toàn tình trạng xả thải trực tiếp vào lưu vực sông Dương Đông và vịnh An Thới trước năm 2025.
4. Triển khai mô hình thu gom nước mưa và tái tuần hoàn nước: Khuyến khích 100% các cơ sở lưu trú, khu nghỉ dưỡng quy mô từ 3 sao trở lên xây dựng bể tích trữ nước mưa dung tích lớn và hệ thống xử lý nước xám (greywater) để tái sử dụng cho mục đích tưới tiêu cây xanh và phòng cháy chữa cháy, giảm áp lực tiêu thụ nước sinh hoạt ít nhất 20% mỗi năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn là nguồn tư liệu khoa học chuyên sâu và mang giá trị ứng dụng cao cho 4 nhóm đối tượng chính:

• Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường (Sở TN&MT Kiên Giang, UBND TP. Phú Quốc): Vận dụng bộ chỉ số tính toán để xây dựng Quy hoạch phân bổ và bảo vệ tài nguyên nước mặt, nước ngầm giai đoạn 2021–2030; thiết lập ngưỡng giới hạn khai thác an toàn cho từng tiểu lưu vực.
• Các nhà quy hoạch đô thị và kỹ sư hạ tầng cấp thoát nước: Sử dụng các số liệu dự báo nhu cầu dùng nước (54,29 triệu m³ vào năm 2020) và thông số thủy văn lưu vực để thiết kế mạng lưới cấp nước, tính toán dung tích hồ chứa và trạm bơm điều tiết.
• Doanh nghiệp phát triển du lịch, chủ đầu tư các khu nghỉ dưỡng: Ứng dụng các thông số cân bằng nước và mô hình tái sử dụng nước để xây dựng tiêu chuẩn công trình xanh, tối ưu hóa chi phí vận hành nguồn nước tự cấp tại các khu vực xa trung tâm.
• Giảng viên, nhà nghiên cứu và học viên cao học ngành IWRM, Thủy văn, Môi trường: Tham khảo phương pháp luận chuẩn hóa chỉ số DPSIR-VI cho hệ sinh thái đảo ven bờ, làm tài liệu tham khảo cho các đề tài nghiên cứu về quản lý tài nguyên vùng bờ và thích ứng biến đổi khí hậu.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao Phú Quốc có lượng mưa rất lớn (2.902 mm/năm) nhưng vẫn bị thiếu nước ngọt nghiêm trọng trong mùa khô? Do đặc thù địa hình đảo có trên 62% diện tích đồi núi dốc, chiều dài sông ngắn nên nước mưa thoát rất nhanh ra biển. Đồng thời, 89% lượng mưa chỉ tập trung vào mùa mưa, mùa khô chỉ nhận 11% lượng mưa nhưng là cao điểm đón khách du lịch, dẫn đến tình trạng mất cân đối cung - cầu gay gắt cục bộ tại các đô thị lớn.

Khung phân tích DPSIR giúp ích gì cho việc lượng hóa tính tổn thương tài nguyên nước đảo? Mô hình DPSIR tích hợp đa chiều các yếu tố phát triển kinh tế (Drivers), sức ép xả thải và khai thác (Pressures), hiện trạng chất lượng và lưu lượng nước (State), tác động suy thoái sinh thái (Impacts) và các chính sách quản lý (Responses). Từ đó, mô hình giúp chuyển đổi các dữ liệu định tính thành bộ chỉ số tổn thương VI từ 0 đến 1, hỗ trợ việc ra quyết định chính xác.

Mức độ khai thác nước ngầm tại Phú Quốc hiện nay đáng báo động như thế nào? Toàn huyện đảo có tới 14.810 công trình khai thác thì có đến 14.291 công trình là giếng khoan nước ngầm (chiếm 96,5%). Việc khai thác nước ngầm tự phát dày đặc phục vụ sinh hoạt và dịch vụ du lịch ven biển đã làm sụt giảm nghiêm trọng mực nước ngầm tầng nông và tăng nguy cơ xâm nhập mặn tầng chứa nước tại các xã Gành Dầu, Bãi Thơm.

Hiện tượng biến đổi khí hậu tác động cụ thể ra sao đến nguồn nước tại đảo Phú Quốc? Biến đổi khí hậu làm gia tăng tần suất các đợt mưa cực đoan gây lũ quét cục bộ từ tháng 7 đến tháng 9, đồng thời kéo dài các đợt hạn hán khốc liệt trong mùa khô (tháng 12 đến tháng 4). Xu thế gia tăng biên độ triều biển Tây trong giai đoạn 1988–2010 cũng đẩy ranh giới mặn tiến sâu hơn vào cửa sông Dương Đông và Cửa Cạn.

Giải pháp công trình nào đóng vai trò cấp thiết nhất để bảo đảm nguồn nước sạch cho Phú Quốc? Giải pháp cấp bách nhất là chuyển dịch cơ cấu cấp nước từ khai thác nước ngầm sang nước mặt thông qua việc nâng cấp hồ Dương Đông (3,0 triệu m³) và xây mới các hồ chứa nước ngọt Cửa Cạn, Suối Lớn, kết hợp vận hành hệ thống quan trắc tự động kiểm soát mặn tại các cửa sông chính.

Kết luận

• Luận văn đã thiết lập thành công phương pháp luận đánh giá định lượng tính dễ bị tổn thương tài nguyên nước ngọt theo khung DPSIR của UNEP, áp dụng tiên phong cho huyện đảo Phú Quốc.
• Chỉ rõ sự phân hóa sâu sắc của tài nguyên nước với 89% lượng mưa tập trung vào mùa mưa và 96,5% công trình khai thác phụ thuộc vào nguồn nước ngầm dễ tổn thương.
• Lượng hóa chi tiết nhu cầu sử dụng nước tăng từ 20,99 triệu m³ lên 54,29 triệu m³, tạo cơ sở khoa học để tái cơ cấu ngành sử dụng nước.
• Đóng góp hệ thống 4 nhóm giải pháp công trình và phi công trình đồng bộ, ưu tiên nâng cao dung tích tích trữ nước mặt và xử lý nước thải đô thị.
• Đề xuất lộ trình triển khai các trạm quan trắc tự động và quy chế bảo vệ hành lang nguồn nước trong giai đoạn tiếp theo đến năm 2025.

Nghiên cứu của tác giả Nguyễn Tiến Quang là tài liệu học thuật giá trị, cung cấp góc nhìn toàn diện cho các nhà hoạch định chính sách và chuyên gia môi trường. Hãy tham khảo toàn văn luận văn để nắm bắt chi tiết phương pháp luận đánh giá chỉ số tổn thương và dữ liệu thủy văn thực tế tại đảo ngọc Phú Quốc!

Trích đoạn nội dung tài liệu

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING MINISTRY OF AGRICULTURE AND RURAL DEVELOPMENT THUYLOI UNIVERSITY VULNERABILITY ASSESSMENT OF FRESHWATER RESOURCES IN ISLAND TO ENVIRONMENT CHANGE A CASE STUDY IN PHU QUOC ISLAND – KIEN GIANG PROVINCE NGUYEN TIEN QUANG MSc Thesis on Integrated Water Resources Management May 2015 MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING MINISTRY OF AGRICULTURE AND RURAL DEVELOPMENT THUYLOI UNIVERSITY NGUYEN TIEN QUANG VULNERABILITY ASSESSMENT OF FRESHWATER REOURCES IN ISLAND TO ENVIRONMENT CHANGE A CASE STUDY IN PHU QUOC ISLAND – KIEN GIANG PROVINCE Major: Integrated Water Resources Management THESIS OF MASTER DEGREE. Dr Pham Thi Minh Thu 2. Huynh Phu This reseacrch is done for the partial fulfilment of requirement for Master of Science Degree at Thuy Loi University (This Mater Programme is supported by NICHE – VNM 106 Project) May 2015 1 CHAPTER 1: INTRODUCTION 1. Problem statement Water is our most precious resource.

However, in recent years, water has become degraded in both quantity and quality. This situation is placing challenges and requires a worldwide effort in the use and sustainable management of water resources. The provision of water supply and sanitation has improved living conditions; in addition, the implementation of social justice and educational approaches, especially for women and children, are also contributing to the success of the enactment of the Millennium Development Goals (MDG). The development status of the Island, the isolation characteristic, the distance between neighboring islands, between islands and the mainland, the change of the environment, climate change, changes in rainfall, etc.

are the challenges of water resources management. The Island, located in the lower floor of the Southwestern area, is a vulnerable area to climate change and sea level rise. Furthermore, the island is affected by the early phase of the El Nino and La Ninas. The Island is a key economic zone with typical activities, such as: fishing, oil and gas exploitation, maritime services, tourism as well as it is adjacent to the other countries in the region.

Especially, Phu Quoc Island is the largest island in the coastal island system in Vietnam. The current status of the economic development has created a significant social pressure on the island regarding both system resources and the environmental management. There is no rational planning and efficient use of natural resources, although the extraction (water, oil, gas.) has been carried out for a long time. Therefore, freshwater resources in Phu Quoc Island are vitally important, and have a direct impact on daily life, and the development of the island.

The assessment of freshwater resource vulnerability in Vietnam is still very limited, particularly in the Island. A vulnerability assessment of freshwater resources in Phu 2 Quoc Island will be essential to identify potential risks for fresh water resources on the island and to support decision making; Therefore, detecting early threats to gain insight sustainable solutions to the management of freshwater resources on an island, where the exploitation of freshwater resources management is still problematic. Understanding the vulnerability of freshwater resources of the Islands, therefore, is important to ensure sustainable water management in the region. Uses of water have an intimate relationship with land use and impact on ecosystems dealing with integrated water resource management.

The integrated water resources management will help to use and to protect natural resources. In order to effectively implement integrated water resource management, the necessity of understanding and the ability to assess the vulnerability of water resources are highlighted. Performing a vulnerability assessment of freshwater will highlight gaps in information and identify the most influential factors affecting vulnerability, in addition to raising public awareness. The availability of such an evaluation would provide decision-makers with the option to evaluate and modify existing policies and to implement measures to improve the management of water resources.

Different approaches to vulnerability assessment of water resources and hydrological systems have been developed for a long time with both advantages and disadvantages. One of the most effective responses, vulnerability assessment has recently been developed by the United Nations Environment Program and by Packing University. This approach is based on the available resources to meet the production, use, environmental pressures mitigation and capacity development and management. It highlights the vulnerability factors such as climate change, population growth, economic development, and management, etc.

of vulnerable freshwater resources. Currently, this method is implemented in the Pacific Islands, in West and South Asia, in the Mekong River basin, and in several other river basins in Vietnam. However, the vulnerability assessment of freshwater resources on islands in Vietnam is very limited and this method is still not an application 3 option. Hence, this study can be considered as a the first application of this approach assessing freshwater vulnerability on islands in Vietnam.

Objectives and Research questions 1. Objective of study The main objectives of the study include: - Piloting a method in terms of assessing the freshwater vulnerability in the southwestern area of Vietnams: applied specifically on Phu Quoc – Kien Giang Province; - Assessing vulnerability of freshwater resources on the Island of Phu Quoc – Kien Giang and potential agents; - Providing scientifically-based evidence to support policy development of water resources management, to support the decision-making process; - Proposing measures to reduce the vulnerability of freshwater resources on the Phu Quoc Island. Research questions - What methods and tools are appropriate to assess the vulnerability of freshwater resources on the Island? - Which elements are vulnerable to freshwater resources? - What are the opportunities and challenges regarding to freshwater resources management in the Island? - What are solutions that should be done to improve the freshwater resources in the Island? 1. The Assessment Process Water is essential for life.

All activities of humans, animals and plants on earth need water. However, freshwater resources are vulnerable and a reliable assessment of vulnerability is essential. The vulnerability assessment of freshwater resources, newly developed by UNEP (United Nations Environment Program) and by Peking University is the methodology of the thesis. Firstly, relevant data in the study area are collected, including: relevant documents such as natural conditions, hydrology, environment, geology, etc.

The statistical analysis results are collected 4 directly from the local agencies. The data processing is necessary to investigate additional fieldwork and to update the latest data content research serving as the current status and characteristics of water resources on the island and the control system influence of the current vulnerability of freshwater resources. This study will provide an overview of the evaluation method to assess the vulnerability of water resources; the preferred method will be the approach developed by UNEP (United Nations Environment Program) and Packing University. The evaluation of data will serve an analytical framework DPSIR (Driver, pressure, state, impact and response) to analyze quantitative and qualitative features, and a description of the vulnerability of freshwater resources on the island.

Then, an integrated vulnerability index (VI) is calculated based on possible vulnerable parameters; the results will assess the vulnerability of freshwater resources on the island, followed by a proposal for solutions to reduce the vulnerability of freshwater resources on the Phu Quoc Island. Structure of the thesis This report is divided into six chapters. The first chapter introduces the research to answer three main questions: Why is a vulnerability assessment is important? How can we assess the vulnerability of the island? And, what are the main objectives of a vulnerability assessment in this study? The chapter two reviews several studies about the concept of vulnerability, vulnerability assessment methods and some previous researches relate to study area. The chapter three presents an overview of freshwater resources, which describe the geographical context of natural, socio-economics, freshwater resources.

Especially, we focus on the present status and the challenges dealing with the management of fresh water resources in the island. This chapter also discusses the importance of the influence of climate change and the pressures of environmental change to freshwater resources on the island. Chapter four identifies methods to assess the vulnerability of freshwater resources, summarizes the specific assessment method of UNEP, including, such as: 5 methods, diagnosis of issues, and DPSIR analytical framework to understand the vulnerability index (VI). Data used in the thesis.

Chapter five is an important chapter of the report. This chapter continues to assess the vulnerability of freshwater resources on the island of Phu Quoc – Kien Giang Province. These assessments determine the importance and the interrelationship of social-economics, the environment, climate, geographical factors and management resources with vulnerable island freshwater resources. The study of assessment indicators and injury parameters such as water stress, development pressure, the insecurity of the ecosystem and management challenges, is necessary to calculate the vulnerability index.

In addition, this chapter will provide proposed measures to reduce the vulnerability of freshwater resources on the Island. Chapter six: Finally, the last chapter concludes the findings of this thesis, discusses the limitations of this work and provides an outlook by giving recommendation for future areas of research. 6 CHAPTER 2: LITERATURE REWIEW 2. Concepts of vulnerability The concepts of vulnerability have been changed over time.

According to Jörn Birkmann (2006) statistics, the current literature encompass more than 25 different definitions, concepts and methods to systematize vulnerability (for example, Chambers, 1989; Bohle, 2001; Wisner et al., 2004; Downing et al., 2006; UN/ISDR, 2004; Pelling, 2003; Luers, 2005; Green, 2004; UN-Habitat, 2003; Schneiderbauer and Ehrlich, 2004; van Dillen, 2004; Turner et al. According to Downing (2006), the vulnerability includes the expression, sensitivity and resilience of the system to combat the dangers posed by the effects of the agent. Researchers in the field of natural sciences often focus on the concept of risk, while researchers in the field of social sciences often refer to the term vulnerability. Concept of vulnerability is the social scientists associated with the group of socioeconomic factors and the community's ability to cope with natural disasters, but scientists about climate usually consider the concept of vulnerability as a function of the likelihood of occurrence and the potential impact of weather and climate related.

According to Jörn Birkmann (2006) statistics, one of the best-known definitions were formulated by the International Strategy for Disaster Reduction (UN/ISDR), which defines vulnerability as: - The conditions determined by physical, social, economic and environmental factors or processes, which increase the susceptibility of a community to the impact of hazards. - In contrast, the United National Development Programme (UNDP) defines vulnerability as: a human condition or process resulting from physical, social, economic and environmental factors, which determine the likelihood and scale of damage from the impact of a given hazard. (UNDP, 2004: 11) 7 Develop policies of integrated water resources management will require a comprehensive knowledge, the understanding of the vulnerability of water resources is a key element for this purpose. Vulnerability is a term used to describe a weakness or flaw exists in the system, the sensitivity of the system with a threat or a particular disadvantage, and/or challenges systems faced when dealing with the threat.

In view of water resource management, the vulnerability can be defined as the characteristic weaknesses and flaws of the system of water resources makes it difficult to respond to changing economic and social and the environment. Thus, the vulnerability can look through (i) the pressure of the water resources in the study area; and (ii) the ability of ecosystems and society in the fight against the agents acting on the healthy function of water resource systems. Vulnerability assessment Water, "blood" of natural ecosystems, have a role indispensable for almost all functions of ecosystems. Water is also one of the important resources needed to support the socioeconomic development of human.

The result of the excessive population growth, rapid economic development, mismanaged of water resources, leading to dwindling water resources. Therefore, sustainable water resources management has become a priority concern of many national agendas. Vulnerability assessment is a process of investigation and analysis to assess the sensitivity of the system before the potential threat, and to identify the main challenges for the system in reducing or minimize the risks associated with, the negative consequences of the opposition activists.