Luận án Tiến sĩ: Phân tích tiềm năng các nguồn nước cấp phục vụ lựa chọn quy hoạch chiến lược an toàn cấp nước đô thị vùng ven biển Đồng bằng sông Cửu Long - Trường hợp nghiên cứu TP.Sóc Trăng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:188

Thêm vào BST

Báo xấu

34
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài nghiên cứu nhằm đánh giá tiềm năng khai thác các nguồn nước cấp và đề xuất khung đánh giá chiến lược an toàn cấp nước cho đô thị vùng ven biển Đồng bằng sông Cửu Long thích ứng với thay đổi khí hậu và môi trường. Để hiểu rõ hơn về đề tài, mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết luận án!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ: Phân tích tiềm năng các nguồn nước cấp phục vụ lựa chọn quy hoạch chiến lược an toàn cấp nước đô thị vùng ven biển Đồng bằng sông Cửu Long - Trường hợp nghiên cứu TP.Sóc Trăng

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƢỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN ĐINH DIỆP ANH TUẤN PHÂN TÍCH TIỀM NĂNG CÁC NGUỒN NƢỚC CẤP PHỤC VỤ LỰA CHỌN QUY HOẠCH CHIẾN LƢỢC AN TOÀN CẤP NƢỚC ĐÔ THỊ VÙNG VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG – TRƢỜNG HỢP NGHIÊN CỨU TP.SÓC TRĂNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH MÔI TRƢỜNG ĐẤT VÀ NƢỚC 2021
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƢỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN ĐINH DIỆP ANH TUẤN PHÂN TÍCH TIỀM NĂNG CÁC NGUỒN NƢỚC CẤP PHỤC VỤ LỰA CHỌN QUY HOẠCH CHIẾN LƢỢC AN TOÀN CẤP NƢỚC ĐÔ THỊ VÙNG VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG – TRƢỜNG HỢP NGHIÊN CỨU TP.SÓC TRĂNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH MÔI TRƢỜNG ĐẤT VÀ NƢỚC CÁN BỘ HƢỚNG DẪN PGs. Ts. NGUYỄN HIẾU TRUNG PGs. Ts. ASSELA PARTHIRANA 2021
LỜI CẢM TẠ Trong thời gian nghiên cứu thực hiện luận án tiến sĩ, tôi đã nhận được sự động viên, giúp đỡ vô cùng to lớn của quý Thầy/Cô bộ môn Khoa học Môi trường, Khoa Môi trường và Tài nguyên Thiên nhiên, trường Đại học Cần Thơ, Ban giám hiệu Trường Đại học Cần Thơ, gia đình, bạn bè và đồng nghiệp. Tôi xin tỏ lòng biết ơn chân thành đến: - PGs.Ts. Nguyễn Hiếu Trung và PGs.Ts. Assela Parthirana đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận án. - Xin cảm ơn đến dự án “Biến đổi khí hậu và Cấp nước sạch ở ĐBSCL” (Dự án VEI) đã tạo điều kiện hỗ trợ quá trình học tập ngắn hạn tại Hà Lan và Việt Nam, cũng như quá trình thực hiện nghiên cứu để tôi hoàn thành luận án. - Xin cảm ơn đến Công ty Cổ phần Cấp nước Sóc Trăng (SocTrangWaco) và Ban Lãnh đạo Công ty cùng Dự án “Hướng đến cấp nước thích nghi khí hậu: Khu vực Tây Nam sông Hậu”, Hà Lan (WaterWorX) đã tạo điều kiện, chia sẽ thông tin, số liệu liên quan trong quá trình thực hiện nghiên cứu. - Gs.Ts Lê Quang Trí, PGs.Ts. Lê Anh Tuấn, PGs.Ts. Văn Phạm Đăng Trí, Ths. Bùi Anh Thư, Ths. Huỳnh Thị Mỹ Duyên, Ths. Nguyễn Thành Lộc cùng quý cán bộ Viện Nghiên cứu Biến đổi Khí hậu đã động viên và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận án. - Đặc biệt, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình là chỗ dựa vững chắc và là nguồn động viên lớn trong quá trình học tập và nghiên cứu để tôi hoàn thành luận án này. Xin chân thành cảm ơn Đinh Diệp Anh Tuấn i
TRANG XÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG Luận án này với tựa đề là “Phân tích tiềm năng các nguồn nước cấp phục vụ lựa chọn quy hoạch chiến lược an toàn cấp nước đô thị vùng ven biển Đồng bằng sông Cửu Long - Trường hợp nghiên cứu thành phố Sóc Trăng”. Do Nghiên cứu sinh Đinh Diệp Anh Tuấn thực hiện theo sự hướng dẫn của PGs. Ts. Nguyễn Hiếu Trung và PGs. Ts. Assela Parthirana. Luận án đã báo cáo và được Hội đồng thông qua ngày……….. Ủy viên 1 Thư ký ………………………. ………………………. Ủy viên 2 Ủy viên 3 ………………………. ………………………… Phản biện 1 Phản biện 2 ………………………. ………………………. Cán bộ hướng dẫn Chủ tịch hội đồng ii
CAM KẾT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Tôi xin cam kết luận văn này được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của tôi và các kết quả nghiên cứu này chưa được dùng cho bất cứ luận án cùng cấp nào. Luận án này được thực hiện với sự hỗ trợ của dự án “Biến đổi khí hậu và Cấp nước sạch ở ĐBSCL” (Dự án VEI) và Hợp phần nghiên cứu Quick- Scan của Dự án “Hướng đến cấp nước thích nghi khí hậu: Khu vực Tây Nam sông Hậu” (WaterWorX), Hà Lan. Ngày tháng năm 2021 Người hướng dẫn Nghiên cứu sinh PGS.TS Nguyễn Hiếu Trung Đinh Diệp Anh Tuấn iii
TÓM TẮT Quá trình đô thị hóa và công nghiệp hóa diễn ra nhanh chóng đã làm gia tăng nhu cầu cấp nước và đặt ra những áp lực khai thác nguồn nước cho các đô thị vùng ven biển ĐBSCL. Tuy nhiên, công tác đảm bảo an toàn cấp nước đang đối mặt với nhiều khó khăn bởi những thay đổi bất định của các nguồn nước trong bối cảnh tác động biến đổi khí hậu và nước biển dâng hiện nay. Vì vậy, nghiên cứu được thực hiện nhằm xây dựng khung khái niệm về phương pháp thiết lập kế hoạch cấp nước thích nghi (CRWSF) cho vùng ven biển ĐBSCL, góp phần nâng cao khả năng thích ứng của hệ thống cấp nước trước những yếu tố thay đổi bất định trong tương lai. Nghiên cứu đã áp dụng cách tiếp cận đánh giá hạ tầng nước từ dưới lên, kết hợp các phương pháp đánh giá: ngưỡng thích ứng tới hạn, đánh giá lộ trình thích ứng và phân tích thực tế phương án, để xây dựng phương pháp lập kế hoạch cấp nước thích nghi theo lộ trình nhằm hạn chế tác động của những yếu tố không chắc chắn đến quyết định đầu tư cấp nước. Kết quả nghiên cứu cho thấy cấp nước theo lộ trình thích nghi với quan điểm khai thác nguồn nước tổng hợp có thể góp phần nâng cao khả năng chống chịu của hệ thống cấp nước đô thị trước những thay đổi bất định trong tương lai. Tại thành phố Sóc Trăng, nước ngầm hiện là nguồn cung cấp nước ngọt chính, sự sẵn có của nguồn nước này sẽ sụt giảm trong tương lai. Nguồn nước mặt là nguồn cung cấp nước thay thế chính cho nước ngầm, nhưng việc khai thác nguồn nước này gặp nhiều hạn chế bởi tình trạng xâm nhập mặn, do đó khu vực thượng nguồn tỉnh Sóc Trăng (huyện Kế Sách) được xác định là khu vực có tiềm năng triển khai các giải pháp khai thác nước mặt cho thành phố. Nguồn nước lợ (công nghệ khử mặn) có tiềm năng khai thác, ứng dụng trong những năm sắp đến cho hệ thống cấp nước của TP.Sóc Trăng. Nguồn nước mưa được xem như nguồn nước bổ sung, góp phần giảm áp lực khai thác những nguồn nước khác trong thời gian mùa mưa. Tuy nhiên, hạn chế về đặc trưng phân bố mưa theo thời gian và hạn chế về không gian trữ nước trong đô thị, thể tích bể chứa nước mưa từ 1-2 m3 là tối ưu cho trường hợp TP.Sóc Trăng. Thể tích bể chứa này có thể góp phần giảm nhu cầu cấp nước của thành phố khoảng 7.836-8.464 m3/ngày vào thời gian mùa mưa. Các kịch bản sử dụng nước của khách hàng đều cho thấy nhu cầu cấp nước TP.Sóc Trăng có xu hướng tăng mạnh trong những năm sắp tới, gây nhiều áp lực đối với công tác đảm bảo an toàn cấp nước. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu cũng cho thấy hệ thống cấp nước hiện trạng và các giải pháp như kế hoạch hiện có của thành phố chỉ có thể đảm bảo cấp nước ở những năm tình trạng nước mặn không diễn ra gay gắt. Các thời điểm 2019/2020, iv
2024/2025, 2028-2030 được xác định là những ngưỡng thích ứng tới hạn của hệ thống cấp nước, do đó thành phố cần lựa chọn phương án đầu tư bổ sung nguồn cấp nước để đảm bảo an toàn cấp nước ở các thời điểm này. Theo kết quả nghiên cứu, để nâng cao khả năng thích ứng của hệ thống cấp nước trước những yếu tố thay đổi bất định trong tương lai, kế hoạch cấp nước thích nghi cho TP.Sóc Trăng có thể theo lộ trình: các giải pháp cấp nước theo kế hoạch hiện hữu có thể được triển khai trong 1-2 năm tiếp theo (2019- 2021), phương án đầu tư giai đoạn 1 nhà máy cấp nước tập trung (theo định hướng của tỉnh) có điều kiện thuận lợi để triển khai tiếp theo (sau năm 2021). Phương án khai thác nguồn nước lợ (khử mặn) kết hợp quản lý nhu cầu dùng nước (SW2-M3) được đề xuất lựa chọn cho giai đoạn tiếp theo, tuy nhiên tổng công suất các nhà máy khử mặn ≤5000 (đến năm 2024) và ≤20.000 m3/ngày (đến năm 2027) để không làm mất cân bằng dòng tài chính của đơn vị cung cấp nước sạch. Phương án đầu tư hệ thống hồ chứa nước thô (SW2-M4) được đề xuất đầu tư ở giai đoạn trung và dài hạn để đảm bảo tính khả thi của phương án và cân bằng dòng tài chính của công tác cấp nước. Từ khóa: an toàn cấp nước, cấp nước vùng ĐBSCL, kế hoạch cấp nước thích nghi, nguồn cấp nước, phương án cấp nước, quy hoạch cấp nước chống chịu. v
ABSTRACT Increase of water supply demand as results of rapid urbanization and industrialization is putting strong pressures on securing water supply for the coastal urbans in Vietnamese Mekong Delta. However, the water supply security in the delta is facing with various barriers, particularly uncertainties of the water resource availability under the contexts of climate change impacts and sea level rise. Therefore, this study was carried-out to design a conceptual framework of climate resilient water supply planning (CRWSF) for the urban coastal areas in the delta, supporting the water adapting with scenarios of future uncertainty in the delta. The study applied an integration approach of “Adaptation Tipping Points”, “Adaptation Pathways” and “Real Options Approach” to develop a climate adaptation assessment methodology for planning the adaptive water supply pathways. It‟s aiming to mitigate the uncertainty impacts on investment decisions in water supply. The results shows water supply planning accordingly adaptive pathways with a perspective of integrated water supply resources can contribute to enhancing resilience of the water supply systems under future uncertainties. Regarding potential of the water resources providing to Soc Trang City, groundwater is declining both quality and quantity in the next coming years although it is currently the main water resource. Surface water is considered as the main alternative water resource but the exploitation of such a kind of this resource is limited by salinity intrusion. Therefore, Ke Sach district, an upstream area of Soc Trang province, was identified as a potential area for applying solutions of surface water abstracting for the city. Besides, the brackish water resource by desalination technology has potential to be exploited and applied in the coming years to the water supply system of the city. Meanwhile, there is a limitation of rainwater harvesting for the urban water supply in the study area since the seasonal rainfall distribution and the limit of available space for the tank in residential houses. The optimal size of rainwater tank in the study area is only about 1-2 m3. The water supply demand can reduce by 7,836-8,464 m3/day during the rainfall season if the rainwater tank is encouraged for implementing on all the households in the city. So, rainwater resource can be regarded as an additional water supply resource to reduce pressure on pumping the other water resources during the rain season. Scenarios of water uses of the water customers in the city shows the water demand of the city will strongly increase in the next coming years, it is putting pressures on the water security of the city. However, the result shows the vi
existing water supply system and its plan can not secure water supply in case the salinity intrusion severely. The following periods 2019-2020, 2024-2025 and 2028-2030 were identified as adaptation tipping points of the water supply system, and the city thereby needs to invest prevention measures before these tipping points for securing water supply to the city. According to the study result, to increase adaptive capacity of the water supply system in Soc Trang City under future uncertainties, a resilient water supply planning as adaptive pathways can be designed as: implementing water supply measures as the existing plan in one-two years ahead (2019-2021). The centralized scheme of surface water treatment (approved) at phase 1 can be a next selection (after 2021) since avantage of implementation conditions of the option. The option of brackish water desalination and water demand management (SW2-M3) is proposed as a next further selection but the total capacity of desalination plants is not over 5000 m3/day (towards 2024) and ≤20.000 m3/day (towards 2027) to ensure a stable cash flow of water supply company. Regarding the mid-long term, the option of large-raw-water- reservoirs system (SW2-M4) is suggested. The suggestion of the reservoir system for the mid-long term is to ensure the option feasibility and to keep the balance cash flow of the company. Key words: resilient water supply planning, water supply adaptation plan, water supply in the Mekong Delta, water supply options, water supply resources, water supply security. vii
MỤC LỤC LỜI CẢM TẠ……………………. …………………………………......i TRANG XÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG .............................................. ii CAM KẾT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ................................................ iii TÓM TẮT ............................................................................................... iv ABSTRACT ............................................................................................ vi MỤC LỤC ............................................................................................. viii DANH SÁCH BẢNG ........................................................................... xiii DANH SÁCH HÌNH ............................................................................ xiv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ............................................................. xvii THUẬT NGỮ TRONG LUẬN ÁN .................................................. xviii Chƣơng 1: GIỚI THIỆU .................................................................... 1 1.1 Tính cấp thiết ........................................................................... 1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu ................................................................ 2 1.2.1 Mục tiêu chung ...................................................................... 2 1.2.2 Mục tiêu cụ thể ...................................................................... 2 1.2.3 Giả thuyết và câu hỏi nghiên cứu .......................................... 3 1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án ........................... 3 1.3.1 Ý nghĩa khoa học ................................................................... 3 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn.................................................................... 4 1.4 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .......................................... 4 1.5 Điểm mới của luận án .............................................................. 4 Chƣơng 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................ 6 2.1 Đặc trƣng thủy văn và tài nguyên nƣớc vùng ĐBSCL ........ 6 2.1.1 Chế độ thủy văn và tài nguyên nước mặt .............................. 7 2.1.2 Chế độ mưa .......................................................................... 11 viii
2.1.3 Đặc trưng địa chất thủy văn ................................................. 12 2.2 Thách thức của hạ tầng nƣớc trên thế giới và Việt Nam ... 15 2.2.1 Khó khăn hạ tầng nước trên thế giới ................................... 15 2.2.2 Thách thức công tác cấp nước vùng ven biển ĐBSCL........ 16 2.2.2.1 Khó khăn liên quan đến nguồn cấp nước ........................ 17 2.2.2.2 Nhu cầu sử dụng nước sạch gia tăng .............................. 17 2.2.2.3 Cạnh tranh khai thác nước .............................................. 18 2.2.2.4 Chi phí và công nghệ xử lý nước .................................... 19 2.3 Cách tiếp cận trong đánh giá và lập kế hoạch cấp nƣớc.... 20 2.3.1 Quản lý nước đô thị tổng hợp (IUWM) ............................... 20 2.3.2 Đánh giá tổn thương hạ tầng nước ...................................... 20 2.4 Các phƣơng pháp đánh giá thiết lập kế hoạch cấp nƣớc ... 22 2.4.1 Các phương pháp đánh giá thiết lập kế hoạch cấp nước ..... 22 2.4.2 Tồn tại trong quy hoạch cấp nước ở vùng nghiên cứu ........ 27 2.5 Hiện trạng quy hoạch cấp nƣớc vùng ĐBSCL.................... 28 2.5.1 Hiện trạng nhu cầu cấp nước đô thị ..................................... 28 2.5.2 Hiện trạng nguồn nước và các nhà máy cấp nước ............... 29 2.5.3 Hiện trạng quy hoạch cấp nước vùng ĐBSCL .................... 30 2.6 Đặc điểm khu vực nghiên cứu thí điểm ............................... 32 2.6.1 Điều kiện tự nhiên................................................................ 32 2.6.2 Dân số, kinh tế, xã hội ......................................................... 33 2.6.3 Quy hoạch phát triển không gian đô thị .............................. 34 2.6.4 Công tác cấp nước của thành phố Sóc Trăng ...................... 36 2.6.4.1 Nguồn cấp nước .............................................................. 36 2.6.4.2 Hiện trạng nhu cầu cấp nước .......................................... 39 2.6.4.3 Hiện trạng hệ thống cấp nước ......................................... 40 2.6.4.4 Hiện trạng qui hoạch và kế hoạch cấp nước ................... 41 2.6.5 Khó khăn trong công tác an toàn cấp nước TP.Sóc Trăng .. 43 Chƣơng 3: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................ 45 ix
3.1 Giới hạn và khu vực thí điểm nghiên cứu ........................... 45 3.1.1 Giới hạn nghiên cứu............................................................. 45 3.1.2 Khu vực nghiên cứu thí điểm .............................................. 45 3.2 Phƣơng pháp nghiên cứu ...................................................... 46 3.2.1 Cách tiếp cận........................................................................ 46 3.2.2 Các bước thực hiện nghiên cứu ........................................... 46 3.2.3 Đánh giá hiện trạng tiềm năng khai thác nguồn nước ......... 49 3.2.3.1 Nguồn nước ngầm ........................................................... 49 3.2.3.2 Nguồn nước mặt .............................................................. 50 3.2.3.3 Nguồn nước mưa ............................................................. 53 3.2.3.4 Nguồn nước lợ (khử mặn) ............................................... 55 3.2.4 Thiết lập kịch bản nhu cầu cấp nước ................................... 56 3.2.5 Tổng hợp giải pháp cấp nước hiện có và theo qui hoạch .... 59 3.2.6 Đánh giá ngưỡng thích ứng tới hạn ..................................... 60 3.2.7 Đề xuất phương án/giải pháp tiềm năng .............................. 60 3.2.8 Tiêu chí đánh giá giải pháp cấp nước .................................. 61 3.2.9 Đánh giá nhanh tính khả thi phương án ............................... 62 3.2.10 Phân tích giá trị các phương án ........................................... 63 3.2.11 Thiết lập kế hoạch cấp nước thích ứng và chống chịu ........ 65 3.2.12 Lấy ý kiến đánh giá kết quả của nghiên cứu thí điểm ......... 65 Chƣơng 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................... 67 4.1 Hiện trạng tiềm năng nguồn nƣớc cấp ................................ 67 4.1.1 Nguồn nước ngầm................................................................ 67 4.1.1.1 Hiện trạng các giếng khai thác nước ngầm ..................... 67 4.1.1.2 Chất lượng nguồn nước ngầm ......................................... 67 4.1.1.3 Lưu lượng khai thác ........................................................ 69 4.1.1.4 Tiềm năng khai thác nguồn nước ngầm .......................... 70 4.1.2 Tiềm năng khai thác nguồn nước mặt ................................. 72 4.1.2.1 Nhận xét về trữ lượng nguồn nước sông Hậu ................. 72 4.1.2.2 Đánh giá diễn biến độ mặn trong nước mặt .................... 72 x
4.1.2.3 Lựa chọn khu vực có rủi ro xâm nhập mặn thấp ............ 75 4.1.2.4 Các chỉ tiêu ô nhiễm nước mặt ....................................... 77 4.1.2.5 Khảo sát và quan trắc chất lượng nước ........................... 79 4.1.2.6 Kịch bản xâm nhập mặn và khai thác nguồn nước mặt .. 81 4.1.3 Tiềm năng khai thác nguồn nước mưa ................................ 83 4.1.3.1 Đặc trưng phân bố mưa ở TP.Sóc Trăng ........................ 83 4.1.3.2 Hiện trạng thu gom và sử dụng nước mưa ở TP.Sóc Trăng………………. ........................................................................... 84 4.1.3.3 Độ tin cậy của thể tích bể chứa nước mưa ...................... 86 4.1.3.4 Thể tích bể chứa nước mưa tối ưu .................................. 87 4.1.3.5 Tiềm năng sử dụng nước mưa tại thành phố Sóc Trăng . 90 4.1.4 Tiềm năng khai thác nguồn nước lợ (khử mặn) .................. 91 4.2 Mục đích sử dụng nƣớc và các kịch bản nhu cầu dùng nƣớc…………………………….. ............................................................... 93 4.2.1 Nhu cầu cấp nước bình quân ngày....................................... 93 4.2.2 Kết quả khảo sát hiện trạng sử dụng nước hộ gia đình........ 93 4.2.2.1 Hiện trạng nhu cầu dùng nước hộ gia đình ..................... 93 4.2.2.2 Mục đích sử dụng nước máy ........................................... 94 4.2.2.3 Ưu tiên sử dụng nước sạch.............................................. 96 4.2.2.4 Lượng nước sử dụng khi khan hiếm nguồn nước ........... 97 4.2.2.5 Sẵn lòng chi trả ............................................................... 97 4.2.2.6 Đơn giá nước máy và lượng nước có thể sử dụng .......... 98 4.2.3 Phân tích nhu cầu cấp nước của đấu nối công nghiệp ....... 100 4.2.4 Các kịch bản nhu cầu dùng nước ....................................... 101 4.2.4.1 Cơ sở thiết lập các kịch bản .......................................... 101 4.2.4.2 Nhu cầu cấp nước của thành phố Sóc Trăng ................ 105 4.3 Các phƣơng án cấp nƣớc dài hạn cho TP.Sóc Trăng ....... 105 4.3.1 Phương án 1: Đầu tư xây mới nhà máy cấp nước mặt Hồ Đắc Kiện……………………….................................................................... 106 4.3.2 Phương án 2: Khai thác/mua nguồn nước sạch từ các nhà máy cấp nước vùng (AquaOne)……………….. ................................... 107 xi
4.3.3 Phương án 3: Đầu tư công nghệ khử mặn, khai thác nguồn nước bổ sung và kết hợp quản lý nhu cầu dùng nước ........................... 109 4.3.4 Phương án 4: Xây dựng hồ chứa nước thô và cải tạo công nghệ xử lý cấp nước hiện trạng……………………………. ................ 110 4.4 Tiêu chí lựa chọn và đánh giá phƣơng án cấp nƣớc ......... 112 4.4.1 Tiêu chí lựa chọn phương án cấp nước.............................. 112 4.4.2 Phân tích phương án theo tiêu chí ..................................... 112 4.4.3 Đánh giá nhanh các phương án.......................................... 116 4.5 Phân tích ngƣỡng thích ứng tới hạn của các phƣơng án . 118 4.5.1 Ngưỡng thích ứng tới hạn của kế hoạch hiện có ............... 118 4.5.2 Ngưỡng thích ứng tới hạn của các phương án cấp nước ... 119 4.5.2.1 Kịch bản xâm nhập mặn năm bình thường (SW1) ....... 120 4.5.2.2 Kịch bản xâm nhập mặn năm cực đoan (SW2) ............ 121 4.6 Giá trị các phƣơng án cấp nƣớc ......................................... 124 4.6.1 Dòng giá trị hiện tại thuần (NPV) các phương án cấp nước………………. .............................................................................. 124 4.6.2 Giá trị của các phương án cấp nước .................................. 126 4.6.3 Thiết lập kế hoạch cấp nước thích nghi ............................. 127 4.7 Nhận xét và đề xuất khung đánh giá kế hoạch cấp nƣớc thích nghi khí hậu (CRWSF) ở ven biển ĐBSCL ................................. 132 Chƣơng 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................... 136 5.1 Kết luận ................................................................................. 136 5.2 Kiến nghị............................................................................... 137 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................. 139 PHỤ LỤC ............................................................................................. 148 xii
DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1 Nhu cầu dùng nước bình quân người vùng ven biển ĐBSCL ......... 28 Bảng 2.2 Hiện trạng nhà máy cấp nước các tỉnh ven biển ĐBSCL ................ 29 Bảng 2.3 Quy hoạch nhà máy cấp nước được phê duyệt ................................ 41 Bảng 2.4 Kế hoạch đầu tư nâng cấp các nhà máy cấp nước ở TP Sóc Trăng . 42 Bảng 4.1 Dự báo trữ lượng khai thác của các cụm giếng cấp nước ................ 71 Bảng 4.2 Thời gian và tần suất nhiễm mặn nguồn nước mặt ở Sóc Trăng ..... 76 Bảng 4.3 Hàm lượng chất ô nhiễm trong nước tại vị trí M3, M11 & M16 ..... 78 Bảng 4.4 Khái toán đơn giá các loại bể chứa .................................................. 88 Bảng 4.5 Biểu đơn giá sử dụng nước máy theo các mức tăng giá chấp nhận . 99 Bảng 4.6 Lượng nước sạch theo khả năng chi trả và đơn giá tiêu thụ .......... 100 Bảng 4.7 Các kịch bản nhu cầu dùng nước của thành phố Sóc Trăng .......... 103 Bảng 4.8 Hệ số gia trọng của các tiêu chí lựa chọn phương án cấp nước ..... 112 Bảng 4.9 Tổng hợp ý kiến đánh giá và cho điểm các phương án .................. 113 Bảng 4.10 Kết quả phân tích điểm phương án theo các tiêu chí ................... 117 Bảng 4.11 Ký hiệu và chú thích các phương án ............................................ 119 Bảng 4.12 Giá trị phương án vào các thời điểm thích ứng tới hạn ................ 126 xiii
DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1 Bản đồ vị trí ĐBSCL và hệ thống sông rạch trong vùng .................... 7 Hình 2.2 Đặc trưng phân bố dòng chảy mặt vùng ĐBSCL ............................... 8 Hình 2.3 Lưu lượng dòng chảy mặt từ thượng nguồn về ĐBSCL .................... 9 Hình 2.4 Hiện trạng xâm nhập mặn ở ĐBSCL năm 2015-2016 ..................... 10 Hình 2.5 Biểu đồ đường đẳng mưa các tỉnh ĐBSCL ...................................... 12 Hình 2.6 Mặt cắt ngang đại diện các tầng ngậm nước ở ĐBSCL ................... 13 Hình 2.7 Tổng trữ lượng nước ngọt dưới đất vùng ĐBSCL gần đây .............. 14 Hình 2.8 Tổng trữ lượng nước nhạt tiềm năng các tỉnh ven biển ĐBSCL ...... 14 Hình 2.9 Khung đánh giá khai thác nguồn cấp nước tổng hợp ....................... 23 Hình 2.10 Minh họa ngưỡng thích ứng tới hạn trong cấp nước ...................... 24 Hình 2.11 Khung phân tích thực tế các phương án ......................................... 25 Hình 2.12 Sơ đồ đánh giá phương án cấp nước ở Singapore .......................... 26 Hình 2.13 Phương pháp xây dựng lộ trình thích ứng ...................................... 27 Hình 2.14 Quy hoạch cấp nước vùng Tây Nam sông Hậu .............................. 31 Hình 2.15 Sơ đồ định hướng không gian phát triển đô thị TP.Sóc Trăng ....... 35 Hình 2.16 Biểu đồ đỉnh thủy lực nước ngầm tại tỉnh Sóc Trăng ..................... 37 Hình 2.17 Mực nước và lưu lượng dòng chảy trên sông Hậu ......................... 38 Hình 2.18 Lượng nước cấp hằng năm cho TP.Sóc Trăng ............................... 39 Hình 2.19 Hiện trạng hệ thống cấp nước sạch của thành phố Sóc Trăng........ 40 Hình 3.1 Các bước thực hiện nghiên cứu và thiết lập kế hoạch cấp nước thích nghi BĐKH (CRWSF) ..................................................................................... 47 Hình 3.2 Vị trí quan trắc chất lượng nước mặt tỉnh Sóc Trăng ....................... 50 Hình 3.3 Khu vực điều tra sử dụng nước sạch trên địa bàn TP.Sóc Trăng ..... 57 Hình 3.4 Đường hồi quy tuyến tính lượng nước sạch tiêu thụ công nghiệp trên địa bàn TP.Sóc Trăng....................................................................................... 59 Hình 3.5 Minh họa phương pháp đánh giá ngưỡng thích ứng tới hạn ............ 60 Hình 3.6 Phương pháp thiết lập lộ trình thích nghi ......................................... 65 Hình 4.1 Vị trí các cụm giếng nước ngầm cấp nước cho TP.Sóc Trăng ......... 67 Hình 4.2 Hiện trạng độ mặn trong nước các giếng nước ngầm ....................... 68 xiv
Hình 4.3 Hiện trạng khai thác nước ngầm cấp nước cho TP Sóc Trăng ......... 69 Hình 4.4 Dự báo độ mặn các giếng khai thác cấp nước cho TP Sóc Trăng .... 70 Hình 4.5 Lưu lượng và mực nước trung bình trên sông Hậu vào các tháng trong năm ......................................................................................................... 72 Hình 4.6 Độ mặn (Cl-) nước mặt các trạm quan trắc ở tỉnh Sóc Trăng (2005- 2018) ................................................................................................................ 74 Hình 4.7 Tần suất độ mặn (Cl-) trong nước mặt so với giá trị cho phép......... 75 Hình 4.8 Khu vực nguồn nước mặt bị ảnh hưởng bởi xâm nhập mặn thấp .... 77 Hình 4.9 Tần suất các chỉ tiêu ô nhiễm nước mặt vị trí M3, M11 và M16 ..... 79 Hình 4.10 Hướng xâm nhập mặn tại khu vực đề xuất khai thác nước mặt ..... 80 Hình 4.11 Độ mặn và mực nước quan trắc tại khu vực đề xuất khai thác nước mặt.................................................................................................................... 81 Hình 4.12 Xâm nhập mặn nước mặt năm cực đoan và năm bình thường ....... 82 Hình 4.13 Đặc trưng phân bố mưa trên địa bàn TP.Sóc Trăng ....................... 84 Hình 4.14 Nhu cầu sử dụng nước hộ gia đình (Lít/hộ/ngày) ........................... 85 Hình 4.15 Diện tích mái nhà và không gian trữ nước ..................................... 85 Hình 4.16 Tỉ lệ đáp ứng nhu cầu dùng nước theo thể tích bể chứa ................. 87 Hình 4.17 Lợi nhuận của bể chứa nước mưa theo thể tích bể chưa ................ 90 Hình 4.18 Hiện trạng đơn giá khử mặn bằng công nghệ lọc RO .................... 92 Hình 4.19 Nhu cầu bình quân ngày của các nhóm khách hàng dùng nước ..... 93 Hình 4.20 Nhu cầu dùng nước trung bình tháng của hộ dân ở TP.Sóc Trăng. 94 Hình 4.21 Các mục đích sử dụng nước máy hộ gia đình ở TP.Sóc Trăng ...... 95 Hình 4.22 Mức độ ưu tiên của các mục đích sử dụng nước sạch .................... 96 Hình 4.23 Nhu cầu dùng nước hộ gia đình cho mục đích thiết yếu ................ 97 Hình 4.24 Hiện trạng mức chi trả tiền sử dụng nước sạch hàng tháng của các hộ gia đình ....................................................................................................... 98 Hình 4.25 Lượng nước sạch tiêu thụ của đấu nối công nghiệp ..................... 101 Hình 4.26 Các kịch bản nhu cầu dùng nước thành phố Sóc Trăng ............... 105 Hình 4.27 Vị trí nhà máy cấp nước KCN Hồ Đắc Kiện - 100.000 m3/ngày . 107 xv
Hình 4.28 Minh họa phương án tuyến ống chuyền tải từ nhà máy nước AquaOne (Sông Hậu 1) cho TP.Sóc Trăng ................................................... 108 Hình 4.29 Minh họa vị trí các hồ điều hòa nước mưa theo quy hoạch.......... 110 Hình 4.30 Minh họa phương án xây dựng hồ chứa và tuyến ống nước thô .. 111 Hình 4.31 Ngưỡng thích ứng tới hạn của kế hoạch hiện có .......................... 118 Hình 4.32 Tổng lượng nước sạch cung cấp của các giải pháp theo kế hoạch của SocTrangWaco vào các năm bình thường .............................................. 120 Hình 4.33 Điểm thích ứng tới hạn các giải pháp theo kế hoạch cấp nước hiện trạng vào các năm xâm nhập mặn.................................................................. 122 Hình 4.34 Kết quả mô phỏng dòng NPV của hệ thống cấp nước theo các phương án đầu tư đến năm 2035.................................................................... 124 Hình 4.35 Kế hoạch cấp nước thích nghi trong giai đoạn ngắn hạn ............. 128 Hình 4.36 Lộ trình cấp nước thích nghi cho TP.Sóc Trăng........................... 130 Hình 4.38 Các bước thiết lập kế hoạch cấp nước thích nghi biến đổi khí hậu (CRWSF) ....................................................................................................... 135 xvi
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BĐKH Biến đổi khí hậu CP Cổ phần CRWSF Climate Resillient Water Khung kế hoạch cấp supply Framework nước thích nghi DWRPIS Division for Water Liên đoàn Quy hoạch resources planning and điều tra tài nguyên nước Investigation for the south Miền Nam ĐBSCL Đồng Bằng sông Cửu Long FAO Food and Agriculture Tổ chức Lương thực và Organization Nông nghiệp Liên hiệp quốc GW Ground Water Nước ngầm GWP Global Water Partnership Đối tác nước toàn cầu HAWASUCO Công ty CP Cấp thoát nước - CT Đô thị Hậu Giang IDA The International Hiệp hội Khử mặn Quốc Desalination Association tế IPCC Intergovernmental Panel on Ủy ban liên quốc gia về Climate Change biến đổi khí hậu IUWM Integrated Urban Water Quản lý nước đô thị tổng Management hợp KDC Khu dân cư KCN Khu công nghiệp KTXH Kinh tế Xã hội MRC Mekong River Commission Ủy hội sông Mekong NDĐ Nước dưới đất NPV Net Present value Giá trị hiện tại thuần TNMT Tài nguyên và Môi trường TP Thành phố UBND Ủy ban Nhân dân US EPA United States Cục Bảo vệ Môi trường Environmental Protection Hoa Kỳ Agency SOCTRANGWACO Công ty Cổ phần Cấp nước Sóc Trăng SW Surface Water Nước mặt xvii
THUẬT NGỮ TRONG LUẬN ÁN An toàn cấp nước: là những hoạt động nhằm giảm thiểu, loại bỏ, phòng ngừa các nguy cơ, rủi ro gây mất an toàn cấp nước từ nguồn nước qua các công đoạn thu nước, xử lý, dự trữ và phân phối đến khách hàng sử dụng nước (Bộ Xây dựng, 2012). Kế hoạch cấp nước an toàn: các nội dung cụ thể để triển khai thực hiện việc bảo đảm cấp nước an toàn (Bộ Xây dựng, 2012). Phương án: lựa chọn tập hợp các giải pháp cung cấp nước an toàn. Giải pháp: đề xuất, ý tưởng, thiết kế nhằm tăng khả năng cấp nước. Nước máy: nguồn nước sạch được cung cấp từ các đường ống truyền dẫn nước sau quá trình xử lý của các nhà máy cấp nước Nhu cầu dùng nước/nhu cầu sử dụng nước: Lượng nước sạch cần để cung cấp cho các nhu cầu hoạt động/sinh hoạt của con người. Nguồn nước truyền thống: Nguồn nước mặt (sông/kênh/rạch) hoặc nguồn nước dưới đất/nước ngầm/nước giếng (của khu vực nghiên cứu). Nguồn nước thay thế: Những nguồn cung cấp nước sạch khác không phải nguồn nước truyền thống. Nguồn nước bổ sung: Nguồn cung cấp nước khác cho các nhà máy cấp nước bên cạnh nguồn cung cấp nước đang được nhà máy khai thác. Qui hoạch chiến lược: quá trình hoạch định các mục tiêu, định hướng giải pháp thực hiện để đạt được mục tiêu. Xâm nhập mặn: hiện tượng hàm lượng độ mặn Cl- trong nước vượt hơn giá trị cho phép theo QCVN 08:2015/BTNMT (hàm lượng Cl- ≤ 250 mg/L) Ngưỡng thích ứng tới hạn (Adaptation tipping points): giới hạn/khả năng mà hệ thống có thể thích ứng được với các tác động bên ngoài, đây cũng là thời điểm các giải pháp thay thế khác cần được bổ sung để nâng cao khả năng thích ứng. Phân tích thực tế phương án (Real option approach): mô phỏng giá trị phương án dưới những điều kiện vận hành thực tế của phương án. Lộ trình thích ứng (Adaptation pathways): thích ứng từng bước và giải quyết tập hợp các vấn đề theo trình tự dựa vào các giải pháp thay thế được xác định theo thời gian. xviii