KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - S85 (9/2023)
65
BÀI BÁO KHOA HC
NGHIÊN CỨU VAI TRÒ CỦA HỆ THỐNG THỦY LỢI VÙNG TRIỀU
TRONG ĐIỀU HÒA CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ KIM SOÁT MẶN
KHU VỰC HẠ LƯU SÔNG SÀI GÒN-VÀM CĐÔNG
Đỗ Đức Dũng1, Nguyễn Trung Nam2, Trương Ngọc Chinh3, Nguyễn Đức Thành4
m tt: Ri ro ô nhim và m nhập mặn ảnh ng đến nguồn ớc cho cấp ớc sinh hoạt và nông
nghiệp vùng h u sôngi Gòn – Vàm Cỏ Đông đã và đang diễn mức độ báo động. Các h thống thủy lợi
cơ bản trong vùng đã đáp ứng được nhiệm vụ nn mặn, cấp ớc, chống ngập, cải tạo đất cho khu vực
ởng lợi. Tuy nhiên, vai trò kiểm st ô nhiễm, điều hòa chấtợngớc và phối hợp gia các hệ thống thì
ca được nghiên cu. Vì vy, bài báo y được thực hiện để làm ảnh ởng của hệ thống công trình
thủy lợi trong việc kim soát mặn điều hòa chất lượng nước vùng hdu ng Sài Gòn - m C Đông.
nh MIKE11-Ecolab kết hợp với thống kê phân tích s liu, đo đạc được áp dụng. Kết quả cho thấy (i)
h thống thủy lợi kiểm st hiệu quảm nhập mặn và hỗ trợ giảm ô nhiễm (ii) nguy cơ mặn ảnh hưởng cấp
ớc giang trong giai đoạn 2030-2050 (iii) nguyên nhânnh trạng ô nhiễm do cơ chế quản lý, nhận thức
của cộng đồng, hiệu quả vận hành h thống và kim st chất xả tại nguồn.
T khóa: H lưu sông Sài Gòn Vàm C Đông, Ô nhiễm, H thống thủy lợi, Xâm nhập mặn, Cấp nước.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ *
H lưu sông Sài Gòn-Vàm C Đông một
phn ca hlưu sông Đng Nai Sài Gòn m
Cỏ Đông nơi tp trung các trung tâm kinh tế
và dân cư ln nht ca cnước như Thành phố H
Chí Minh, Th Du Mt, Biên Hòa. Ngoài ra,
trong vùng n nhiu khu công nghip tp
trung nhiu trong Vùng kinh tế trọng điểm phía
Nam ch yếu nm trong vùng h lưu vực
thuộc đa bàn Thành ph H CMinh và các tnh
Đồng Nai, nh Dương, Long An. Các hoạt động
kinh tế, mt mt gn lin vi vic khai thác, s
dng nguồn nước; mt khác, to ra c cht thi,
thi o nguồn nưc. Rt nhiu cht thải chưa
được x lý hoc x lý chưa đạt chun là ngun
nhân chính làm nguồn nước b ô nhim nng
(Hiep Duc, et al., 2019; Nguyen Hung Minh, et
al., 2009). Ngoài ra, do dòng chy các sông,
rch chu s chi phi mnh m bi triu bin
1 Viện trưởng, Viện Quy hoạch Thủy lợi Miền Nam
2 Trung Tâm vấn Xây dựng Thủy lợi, Viện Quy hoạch
Thủy lợi Min Nam
3 Phòng Quy hoạch Thủy lợi Đông Nam Bộ & PC, Viện
Quy hoạch Thủy lợi Miền Nam
4 Trung tâm thiên tai & Biến đổi khí hậu, Viện Quy hoạch
Thủy lợi Min Nam
Đông, dẫn đến mn xâm nhp sâu vào các sông
rch, y tr ngi cho vic s dụng nưc phc v
cho sinh hot sn xut nông nghip. Thêm vào
đó, hiện tượng nhim phèn cũng là vấn đề trong
ci tạo đất pt trin nông nghip (STN&MT
Tp. H C Minh, 2021; Sở TN&MT tỉnh Bình
Dương, 2021; Sở TN&MT tỉnh Đồng Nai, 2021).
Chế đ nguồn nước trong vùng chu ảnh hưởng
mnh bi chế đ thủy n, thủy lc nói chung ca
h thng ng kênh vùng h lưu Đng Nai-Sài
Gòn bao gm: (1) chế đđiều tiết vn hành ca
các h chứa thượng ngun c th là h Du Tiếng
trên ng i Gòn; các h chứa Thác Mơ, Cần
Đơn, Srok Phu Miêng, Phước Hòa trên sông ;
các h chứa trên sông Đồng Nai, Ngà điểm
cui tính chi phi h Tr An trên sông Đng
Nai; (2) triu t biển Đông với chế độ n nht
triu (gm 2 thi k triu cao, triu thp trong
ngày); (3) chế đ vn hành các ng trình trong
các h thng thy li.
Để đảm bo cung cp nguồn nước cho sn xut
nông nghip, sinh hot, ci to đất, chng ngp
triu mt s h thng thy lợi được xây dng
phát trin t những năm 80 cho đến nay. Trong
vùng nghiên cu 5 h thng thy li chính
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - S85 (9/2023)
66
gm: (1) H thng thy li (HTTL) Hóc Môn-Bc
Bình Chánh; (2) HTTL chng ngp úng khu vc
TPHCM; (3) Khu tưới Đức Hòa thuc HTTL Du
Tiếng-Phước Hòa; (4) HTTL Rch Chanh-Tr
Yên; (5) HTTL Đôi Ma-Mng Gà. Các h thng
thy lợi y đều chung đặc đim li dng
thy triu lấy nước tưới và tiêu úng, ngăn mặn, tr
ngt, ci to chua phèn, hoặc ngăn triều ng.
Đối vi yêu cu v kim soát chất lượng nước
trong ni vùng s dng h thng thy lợi chưa
được nghiên cu nhiều, đặc bit i toán phi hp
h thng vừa đảm bo nhng nhim v chính yếu
v cấp nước, ngăn mặn, chng ngập nhưng vẫn
đảm bảo điều hòa ng chảy để x ô nhim, duy
trì dòng chy trong h thng nhằm gia tăng sức
chu ti ca h thng sông kênh là vấn đề chưa
được nghiên cu.
Đã có nhiu nghiên cu, d án, chương trình
giám sát môi trường thc hiện điều tra đánh giá
ngun ô nhim, hin trạng môi trường c khu
vc hạ lưu sông Đng Nai Sài Gòn (Lâm Minh Triết
& nnk, 2008; Trnh Thị Long & nnk, 2007; Nguyễn
K Phùng & nnk, 2009). Tuy nhiên, nghn cu vai
tca vn nh h thng thy li đa mục tiêu đặc
bit xem xét ti kh năng kim soát ô nhim vn
chưa được nghiên cu. Vì vy trong nghiên cu này
để làm rõ vai t ca h thng thy li, câu hi
nghiên cu cần đưc tr li mức độ nh ng
ca vn hành h thng thy li kim soát xâm nhp
mặn điu hòa cht lượngc?
2. TÀI LIỆU PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CU
2.1. Phm vi nghiên cu
Hình 1. Vùng nghiên cứu
Vùng nghiên cứu nằm hạ du lưu vực hệ
thống sông Đồng Nai, giới hạn bởi phía Bắc là
kênh Thầy Cai, rạch Tra; phía Đông là sông Sài
Gòn sông Đồng Nai; phía Tây là sông Vàm C
Đông và phía Nam sông Vàm Cỏ, với din tích
tự nhiên khoảng 180 ngàn ha.
2.2. Tài liu nghiên cu
Để đánh g din biến chất lượng nước trong
các h thống thủy li khu vực nghiên cứu, các
nguồn tài liệu, dữ liệu liên quan sau đây được thu
thập, khai thác, sử dụng: Các nguồn tài liệu đánh
giá v tình hình khí tượng thy văn lưu vực hệ
thống sông Đồng Nai nói chung và khu vực hạ lưu
Đồng Nai-Sài Gòn từ các viện trường.
Trong khuôn khổ nội dung đề tài này, thực hiện
lấy 105 mẫu nước thải tại các vị trí xả thải điển
hình vào các HHTL nhằm phân tích các chỉ tiêu
cht lượng nước (tại hiện trường và tại phòng thí
nghim) phục vụ đánh giá ô nhiễm trong vùng
nghiên cứu, đo đạc thủy văn (03 vị trí) và lấy mẫu
cht lưng nước (07 vị trí) phục v kiểm định mô
hình toán. Chi tiết các vị trí lấy mẫu nước được
được thể hiện trong Hình 2.
2.3. Phương pháp nghiên cứu
Khung nghiên cứu thực hiện gồm 4 bước
chính: (i) Bước 1: thu thập dữ liệu đánh g
hiện trạng dòng chảy, xâm nhập mặn, môi trường
kinh tế xã hội, ngoài ra thực hiện đo đạc lấy
mẫu chất lượng nước; (ii) Bước 2: phân tích hin
trạng và y dng kịch bản, tìm nguyên nhân ô
nhim đánh giá vai trò của hệ thống thủy lợi; (iii)
Bước 3: Mô phỏng kịch bản xem xét đa yếu tố tìm
giải pp tối ưu trong kiểm soát mn, ô nhiễm;
(iv) Bước 4: Đề xuất giải pp tập trung vào giải
pháp vận hành h thống công trình h trợ cấp
nước, kiểm soát mặn, ô nhiễm… đ nghiên
cứu được thhiện trong Hình 3.
Một số phương pháp chính được sdụng như
dưới đây.
1. Phương pháp điều tra kho sát, thu thp
tng hp tài liu: Điều tra dân sinh, kinh tế -
hi nông thôn ly ý kiến ca cộng đồng n
địa phương bằng mu phiếu điều tra vi 1.000
phiếu nhân, 400 phiếu t chc có s dng c
t công trình thy li, 400 phiếu điều tra đối
tượng x nước thi vào nguồn nước công trình
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - S85 (9/2023)
67
thy li. Thời gian điều tra t tháng 11-12/2021.
Đo đạc thủy văn gồm đo mực nước ti 03 v trí
đo lưu lưng ti 01 v trí trong khong thi
gian 7 ngày liên tc, theo chế độ 24/24 (t 13h
ngày 20/4/2020 đến 12h ngày 27/4/2020). Ly
mu chất lượng nước ti 07 v trí trong 07 ngày
trùng vi thi kđo thủy văn. Tần sut ly mu
gm hai nhóm: (i) nhóm ly mẫu nước liên tc vi
tn sut 08 ln/ny (112 mu); (ii) nhóm 05 trm
còn li ly mẫu nước ti các thời điểm triu cao và
thp (70 mu). Quy trình ly mẫu nước tuân theo
TCVN 6663-6:2018 đối vi nước sông sui,
riêng mẫu nước dùng để phân tích vi sinh được
ly theo TCVN 8880:2011. Bên cạnh đó, lấy 105
mẫu nước thi x vào các h thng thy li (25 v
trí ti các khu cm công nghip, 80 v trí ngoài các
khu công nghip) vào thời điểm tháng 4/2021.
Hình 2. V trí trm kho sát và ly mu trong vùng
Hình 3. Sơ đồ thc hin nghiên cu
2. Phương pháp hình phng: S dng
phn mm nh toán v thủy văn, dòng chy, m
nhp mn và chất ợng c MIKE11 HD, AD,
Ecolab. Phm vi nghiên cu trong hình thy lc
ca khu vc hlưu, gồm khu vc t hlưu các h
Tr An, Phước Hòa, Du Tiếng ra ti bin, các sông
nhánh Th Tính, Buông, u vc sông m C,
lưu vc sông Công. Biên ca hình thy lc:
Biên trên sông Vàm C Đông ly Gò Du H, biên
trên sông Vàm C Tây ly Mc a, bên phía lưu
vực sông ĐNSG lấy lưu lượng ti c h Tr An,
Du Tiếng, Phước a và biên lưu lượng ti sông
Th Tính, Buông. Biên h lưu sử dng các trm
mực nước t Vũng Tàu ti Rch Giá.. hình đưc
hiu chnh kiểm định vi c thông s mực nước,
độ mn, DO, BOD, NH4, NO3, PO4 thời đim a
kiệt năm 2016 và 2020. Đánh giá độ tin cy ca
nh đưc trình bày trong Bng 1, kết qu cho thy
mô hình độ chính c cao có th dùng mô
phng c kch bn trong nghiên cu.
Hình 4. Sơ đồ mô hình MIKE11
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - S85 (9/2023)
68
Bảng 1. Đánh giá mô phỏng mc nưc mùa kiệt năm 2020
Tên trạm NSE1 Đánh giá mô hình
Biên Hòa 0,916 Rất tốt
Nhà Bè 0,953 Rất tốt
Thủ Dầu Một 0,841 Rất tốt
Phú An 0,985 Rất tốt
Bến Lức 0,924 Rất tốt
Tân An 0,910 Rất tốt
Hình 5. Kết quả kiểm định BOD trong vùng nghiên cứu
3. Pơng pháp nh toán chỉ s WQI: Ch s
WQI đưc tính toán da trên Quyết định 1460/-
TCMT ca Tng cục Môi trường ngày 12/11/2019
v việc ban hành hưng dn k thut tính toán và
công b ch s chất ợng nước Vit Nam
(VN_WQI). Theo đó, trong nh toán WQI ca
nghiên cu này s dng 16 thông s thuc 4/5 nhóm
thông s (nm I, nm III, nhóm IV, nhóm V)
gm: pH, As, Cd, Pb, Cr, Cu, Zn, DO, BOD5, COD,
N-NH4, N-NO3, N-NO2, P-PO4, E.coli và Coliform.
2.4. Kch bn nghiên cu. 1
Để đánh g tác đng kim soát mặn điều
hòa chất lượng nước, đng thời xem tác đng
tương hỗ ca các h thng thy li trong việc điu
hòa chất lượng nước cho vùng nghiên cu. Hai
kch bn mô phỏng được xây dng gm:
- PA0: c ng trình đưc vn hành theo kế
hoch vận hành đã ca các h thng thy li.
Trong đó, hệ thng chng ngập giai đoạn 1 m t
do, cng Tân Kiên, h thng thy li Rch Chanh
- Tr Yên đóng, các cống dọc kênh Ngang đóng 3
1 NSE: h số NASH (Nash–Sutcliffe model efficiency
coefficient)
ngày tiêu 1 ngày, cm cng ven Kênh B, Kênh C
đóng, các cống dc Kênh A m t do.
PA0_8: Vn hành công trình theo Kế hoch vn
nh đã ca các HTTL hin trạng nhưng sự
điu chnh h tr ca 06 cng thuc HTTL chng
ngp TPHCM. Đánh giá sự h tr ca 06 cng
GĐ1 thuộc HTTL chng ngp TPHCM, c th
s h tr ca 02 cng Bến Nghé và Tân Thun khi
ly nước vào để gim mn (khi mặn <2g/l) đồng
thi có h tr tiêu ca cng Tân Kiên.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Mối quan hệ của chất lượng nước và c
nhân nh hưởng tới chất lượng nước trong
vùng nghiên cứu
Kết qu đánh g WQI trên sông chính
trong khu vc h thng thy li cho thy:
- Trên sông Sài Gòn thượng ngun t Bến
Ci v Phú Cường g tr VN-WQI trên 75 đạt
tiêu chun cho cấp nước sinh hoạt nhưng phải qua
x lý theo quy chun QCVN 08 - A2, các v trí h
ngun g tr VN-WQI i 75 chđáp ng cho
mục đích tưới tiêu, thy li giao thông thy.
Trên sông Đồng Nai, gtr VN-WQI vùng nước
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - S85 (9/2023)
69
cp khá tt trên 80, tương đương QCVN08 - A2,
giá tr VN-WQI thp nhất trên ng Đồng Nai ghi
nhận được ti v trí Cát Lái chđáp ng cho mc
đích tưới tiêu, thy li và giao thông thy.
Tuy nhiên, kết qu WQI các HTTL đang
mức đáng báo động, c th:
- HTTL Hóc Môn – Bc Bình Chánh ghi nhn
04 v trí ly mu có ch s WQI mc xu/m,
- HTTL Rch Chanh-Tr Yên, Đôi Ma-Mng Gà
ghi nhn có 02 v trí quan trc có ch s mc xu,
03 v trí mc kém 01 v t ô nhim nng.
- HTTL chng ngp cho TPHCM khá xu, ghi
nhn có 02 v trí quan trc ch s mc xu
ti 24 v t mc kém.
H thng thy li th mt hay nhiu yếu
t tác động đến i trường nước cn đưc xem
xét sau đây:
1. Do các ngun thải chưa được x lý x o
HTTTL:
Mi ng trình thy li th btác đng bi
nhiu ngun thải như: Công nghiệp, chăn ni,
dân sinh, làng ngh, y tế, sn xut nông nghip,
nuôi trng thy sn... Vic quan trng phi xác
định được khối ợng nước thi, t l ca mi loi
nước thi xo HTTL.
2. Do các yếu t t nhiên vic khai thác s
dụng nước vùng thượng ngun:
- Do vùng nghiên cu nm h lưu sông
Đồng Nai-Sài Gòn nên va chịu tác động trc tiếp
ca phát trin ca cthượng ngun h ngun.
va chịu tác đng ca biến đi khí hu, nước bin
dâng. C thể hơn, khi việc s dng nước ở thượng
ngun thượng lưu hồ Du Tiếng cũng như vic
khai thác ngày càng tăng phía thượng lưu sông
Đồng Nai, s chuyển nước t ng qua sông
Sài Gòn, đã làm cho ng chy phía hlưu các
sông Đồng Nai, sông Bé và sông Sài n làm cho
dòng chy v vùng h lưu ny càng giảm. Ngun
nước cấp cho các HTTL không đủ so vi thiết kế
dẫn đến các công trình thy li phi tr nước,
kênh ơng không dòng chảy lưu thông
làm gia tăng ô nhiễm.
- Đối vi các HTTL vùng nm gn ca sông,
do b nh hưởng trc tiếp canh trng xâm nhp
mn qua các ca ng lớn như Soài Rạp, Vàm C
nên nguồn nước của các HTTL như Rạch Chanh-
Tr Yên, Đôi Ma-Mng cũng b nhim mn.
Bên cạnh đó, do hệ thng sông rch liên thông vi
nhau nên xy ra vic chuyn ti cht ô nhim t
HTTL này qua HTTL khác, hay t c vùng b ô
nhim nng (vùng trung tâm ca TPHCM).
3. Do chưa quy trình vn hành c công
trình tiêu nước thi vào HTTL:
Các HTTL trước đây đều được y dng ch
vi nhim vchính tưới tiêu phc v sn xut
nông nghip. Tuy nhiên, do quá trình đô thị hóa
nên hin nay các HTTL đu phải đảm nhim thêm
việc tiêu thoát nước thải cho các khu đô thị, khu
dân tập trung cho các hoạt đng kinh tế,
hi. c HTTL lại chưa quy trình vn hành
riêng để kết hợp tu thoát nước thi vi nhim v
chính nên nguy làm ô nhiễm c nguồn nước
phc v cho SXNN.
4. Do các công trình tưi, tiêu xung cp,
không đáp ứng nhu cu vn chuyển nước:
Phn ln các công trình thy lợi đều được xây
dng t lâu, đến nay đã b xung cấp, hỏng,
kênh ơng b bi lắng, không đủ năng lực vn
chuyển c theo thiết kế cũng làm gia tăng ô
nhim nước.
5. Do hn chế về năng lực qun của c đơn
v khai thác HTTL nhn thc ca các ch
ngun thi:
Tt ccác đơn vị khai thác HTTL đều chưa có
cán b chuyên trách v môi trường, thiếu trang
thiết b không nguồn tài chính để thc hin
các nhim v kiểm soát môi trường nước và kim
soát ngun thi x vào HTTL.
- Mt s doanh nghip cộng đồng dân
chưa nhận thức đầy đủ v trách nhim và nghĩa vụ
trong bo vmôi trường nước trong HTTL. Nhiu
doanh nghip sn xut nh, công ngh lc hu
không đủ điều kin để x nước thi. Tình trng
xnước thải chưa xử lý rác thi sinh hot, vt
dng, c gia súc, gia cm vn din ra ph biến
không ch y nên nh trng ô nhiễm nước ngày
càng gia tăng còn ảnh hưởng công tác vn
hành CTTL, bi lắng kênh mương...
3.2. Đặc điểm xâm nhập mặn khu vực
nghiên cứu
Vùng h lưu ca khu vc sông Sài Gòn t
NBè đến vnh Gành Rái hu hết đu b nhim