Nghiên cứu giải pháp cấp nước bền vững cho thành phố phú quốc thích Ứng với biến Đổi khí hậu

Nghiên cứu giải pháp cấp nước bền vững cho thành phố phú quốc thích Ứng với biến Đổi khí hậu Nghiên cứu giải pháp cấp nước bền vững cho thành phố phú quốc thích Ứng với biến Đổi khí hậu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA CÁC KHOA HỌC LIÊN NGÀNH

Luận văn được hoàn thành tại Khoa Các khoa học liên ngành, Đại học Quốc gia Hà Nội

Người hướng dẫn khoa học: TS Phạm Duy Đông

Phản biện:

1 TS Nguyễn Thế Anh 2 PGS.TS Đỗ Hoài Nam

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn Thạc sĩ tại Khoa Các khoa học liên ngành, Đại học Quốc gia Hà Nội

Vào hồi 9 giờ 40 phút, ngày 25 tháng 01 năm 2024

Có thể tìm đọc luận văn tại: - Trung tâm thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội - Khoa Các khoa học liên ngành, Đại học Quốc gia Hà Nội

1 MỞ ĐẦU 1 Lý do chọn đề tài

Đảo Phú Quốc hay còn được mệnh danh là đảo Ngọc đây là đảo lớn nhất của nước ta [40], là trung tâm du lịch của Việt Nam, có vị trí chiến lược quan trọng, là cầu nối giao thương kinh tế của Kiên Giang và các khu vực trên cả nước Có vị trí chiến lược trong vấn đề chính trị, an ninh quốc phòng của Việt Nam và là trung tâm vùng Đông Nam Á

Với chiều dài đường bờ biển lên đến 150km[34], Phú Quốc sở hữu hàng loạt các bờ biển đẹp trải dài từ phía bắc đến phía nam của lãnh thổ Cùng với tài nguyên biển, đảo phong phú Phú Quốc còn sở hữu một hệ sinh thái rừng đa dạng tập trung chủ yếu ở vườn quốc gia Phú Quốc với tổng diện tích lên đến 31.422 ha Là nơi có khí hậu ôn hòa, hệ sinh thái biển và rừng đa dạng do đó, hàng năm đảo Phú Quốc thu hút được rất nhiều khách du lịch và ngành du lịch của Phú Quốc trong những năm gần đây được xem là ngành kinh tế chủ đạo của Phú Quốc

Là một trong những thành phố trọng điểm của Kiên Giang trong việc thúc đẩy, phát triển kinh tế của tỉnh và có nhiều tiềm năng trong việc phát triển du lịch Vì vậy, trong thời gian gần đây Phú Quốc đã thu hút được rất nhiều sự quan tâm và đầu tư của các doanh nghiệp

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của kinh tế - xã hội đặc biệt là sự phát triển mạnh mẽ của ngành du lịch cùng với tốc độ tăng trưởng dân số đô thị, nhu cầu dùng nước cho sinh hoạt và

2 sản xuất của Phú Quốc ngày càng tăng lên, đã và đang gây sức ép lớn tới hệ thống cấp nước của thành phố

Bên cạnh đó, Phú Quốc cũng là thành phố chịu nhiều ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, điển hình là quá trình hạn hán, lũ lụt, xâm nhập mặn và nước biển dâng Môi trường nước, đất được đánh giá là những đối tượng chịu nhiều ảnh hưởng nhiều nhất của Biến đổi khí hậu Biến đổi khí hậu tác động trực tiếp tới tài nguyên nước, làm thay đổi vòng tuần hòan của nước trong tự nhiên, từ đó gây ra các hiện tượng thời tiết cực đoan, làm giảm chất lượng và suy thóai nguồn nước, nước biển dâng và xâm nhập mặn

Trong những qua, dưới tác động của BĐKH cùng với sự phát triển của kinh tế - xã hội, sự gia tăng dân số, quá trình đô thị hóa diễn ra mạnh mẽ đã tạo ra nhiều tác động tiêu cực tới chất lượng và trữ lượng nguồn nước Trong khi đó, đối với hệ thống cấp nước, nguồn nước có vai trò quan trọng và là nhân tố tiên quyết trong việc hình thành và phát triển hệ thống cấp nước Do đó, việc nguồn nước bị ảnh hưởng cũng tạo sức ép không nhỏ tới hệ thống cấp nước của thành phố Ngoài ra, cơ sở hạ tầng kỹ thuật của Phú Quốc đặc biệt là hệ thống cấp, thoát nước ở đây còn khá hạn chế

Trong những năm vừa qua, tại Phú Quốc cũng đã và đang triển khai một số các nghiên cứu và đề án liên quan đến tài nguyên nước, hệ thống cấp, thoát nước, xử lý nước thải, nhằm thích ứng và ứng phó với biến đổi khí hậu Tuy nhiên, phần lớn các đề án và nghiên cứu hiện chỉ tập trung chủ yếu các giải pháp về nguồn nước và xử lý nước thải và một phần rất nhỏ của hệ thống cấp nước và còn khá tổng quát

3 Trước thực trạng đó, học viên nhận thấy việc triển khai đề tài “Nghiên cứu giải pháp cấp nước bền vững cho thành phố Phú Quốc thích ứng với Biến đổi khí hậu” là hết sức quan trọng, cần thiết, cấp bách và nên được triển khai trong thời gian sớm nhất, nhằm tháo gỡ các nút thắt, góp phần thúc đẩy sự phát triển các hoạt động sản xuất, phát triển dịch vụ - du lịch trên đảo và phù hợp với quy hoạch chung của thành phố

2 Mục tiêu nghiên cứu và nội dung nghiên cứu 2.1 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu, đánh giá hiện trạng nhu cầu dùng nước hiện trạng, dự báo nhu cầu dùng nước đến năm 2030 và 2040 cho thành phố Phú Quốc

Nghiên cứu, đánh giá các giải pháp cấp nước bền vững thích ứng với biến đổi khí hậu cho Phú Quốc

2.2 Nội dung nghiên cứu + Thu thập số liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội và hạ tầng kỹ thuật của Phú Quốc

+ Phân tích, đánh giá hiện trạng cấp nước Phú Quốc; Dự báo nhu cầu dùng nước đến năm 2030 và 2040 cho thành phố Phú Quốc

+ Phân tích, đánh giá những tác động của Biến đổi khí hậu đến cấp nước Phú Quốc

+ Nghiên cứu, đánh giá, lựa chọn giải pháp cấp nước bền vững phù hợp thích ứng Biến đổi khí hậu cho thành phố Phú Quốc

3 Câu hỏi nghiên cứu và giả thuyết nghiên cứu

4 3.1 Câu hỏi nghiên cứu

Một số câu hỏi nghiên cứu được đặt ra: + Hiện trạng hệ thống cấp nước của Phú Quốc như thế nào? + Biến đổi khí hậu tác động tới hệ thống cấp nước như thế nào, thông qua yếu tố nào để đánh giá được tác động của biến đổi khí hậu đến cấp nước bền vững?

+ Giải pháp cấp nước bền vững cho thành phố Phú Quốc là gì? 3.2 Giả thuyết nghiên cứu

Biến đổi khí hậu gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ thống cấp nước của Phú Quốc: làm giảm trữ lượng nước tại các hồ gây ảnh hưởng đến việc khai thác, dự trữ nước; nước biển dâng làm gia tăng biên độ mặn gây ảnh hưởng đến trữ lượng nước ngầm trên đảo, ….giải pháp nào để cấp nước bền vững cho Phú Quốc trước tác động của biến đổi khí hậu

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4.1 Đối tượng nghiên cứu

Hệ thống cấp nước sinh hoạt và sản xuất thành phố Phú Quốc (không bao gồm nước cho các hoạt động nông nghiệp và nuôi trồng thủy, hải sản)

4.2 Phạm vi nghiên cứu Toàn bộ các phường, xã trên địa bàn thành phố Phú Quốc 5 Phương pháp nghiên cứu và số liệu

5 + Phương pháp kế thừa: kế thừa một số các kết quả nghiên cứu từ các dự án, nghiên cứu đã triển khai trước đó có liên quan đến đối tượng nghiên cứu

+ Phương pháp sử dụng phân tích tài liệu sẵn có: từ số liệu về tình trạng cấp nước ở huyện Phú Quốc để phân tích tỉ lệ cấp nước cho các xã ở đảo là thiếu hay thừa, phân tích các tài liệu về điều kiện tự nhiên, địa chất công trình để đưa ra phương án đặt các công trình phù hợp, phân tích, đánh giá tính ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu đến hệ thống cấp nước của đảo…

+ Phương pháp tham vấn chuyên gia: sau khi thu thập số và phân tích số liệu, học viên đưa ra phương án cấp nước cho Phú Quốc và tham vấn thêm ý kiến của chuyên gia cấp nước, giáo viên hướng dẫn để lựa chọn phương án cấp nước phù hợp

+ Phương pháp so sánh đối chứng: phân tích, đánh giá các chỉ tiêu lựa chọn các giá trị phù hợp

+ Phương pháp kế thừa: kế thừa một số các kết quả nghiên cứu từ các dự án, nghiên cứu đã triển khai trước đó có liên quan đến đối tượng nghiên cứu

+ Một số phương pháp khác: Phương pháp mô hình hóa: xây dựng mô hình của đối tượng nghiên cứu, ví dụ mô hình tính toán thủy lực mạng lưới đường ống, …; phương pháp tính toán nhu cầu dùng nước; phương pháp tính toán các công trình; …

- Nguồn số liệu cần thu thập: gồm chuỗi nhiệt độ, lượng mưa của Phú Quốc từ năm 2000-2020; số liệu thực trạng cấp nước hiện nay tại đảo, …

6 6 Dự kiến những đóng góp của đề tài

Kết quả nghiên cứu của đề tài là tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu liên quan cũng như để các cơ quan quản lý, cơ quan chuyên môn tham khảo trong công tác quy hoạch nói chung và quy hoạch cấp nước nói riêng cho thành phố Phú Quốc nhằm giải quyết các khó khăn mà hệ thống cấp nước đang gặp phải trong bối cảnh của Biến đổi khí hậu đang diễn ra mạnh mẽ

7 Kết cấu luận văn Ngoài các phần mở đầu, tổng quan, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, nội dung chính của luận văn bao gồm:

Chương 1: Tổng quan nghiên cứu Chương 2: Cơ sở lý luận, thực tiễn và phương pháp nghiên cứu Chương 3: Dự báo nhu cầu và nghiên cứu các giải pháp cấp nước bền vững cho Phú Quốc nhằm thích ứng với biến đổi khí hậu

7 CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu cùng lĩnh vực đề tài trên

thế giới 1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu cùng lĩnh vực đề tài tại

Việt Nam 1.3 Đặc điểm khu vực nghiên cứu 1.3.1 Đặc điểm tự nhiên thành phố Phú Quốc 1.3.1.1 Vị trí địa lý của thành phố Phú Quốc 1.3.1.2 Khí hậu

1.3.1.3 Địa hình 1.3.1.4 Thủy văn, hải văn 1.3.1.5 Đặc điểm địa chất 1.3.2 Đặc điểm kinh tế, xã hội thành phố Phú Quốc 1.3.2.1 Hiện trạng dân số

1.3.2.2 Đặc điểm phát triển kinh tế 1.3.2.3 Tình hình văn hóa – xã hội 1.3.2.4 Hiện trạng sử dụng đất 1.3.2.5 Tình hình phát triển du lịch

1.3.3 Hiện trạng hệ thống hạ tầng kỹ thuật

1.3.3.1 Hạ tầng giao thông 1.3.3.2 Hạ tầng cấp điện 1.3.3.3 Hiện trạng cấp nước

Hiện nay, trên địa bàn thành phố Phú Quốc đã có hệ thống cấp nước sạch Tuy nhiên, vẫn chưa được đầu tư đồng bộ và hoàn chỉnh Hiện trên đảo có 3 hệ thống cấp nước chính với tổng công suất 35.000

8 m3/ngày-đêm gồm: hệ thống nước sạch đô thị, hệ thống nước sạch nông thôn và hệ thống nước sạch tại khu tổ hợp Resort và vui chơi Grand World Phú Quốc do tập đoàn Vingroup quản lý và vận hành

1.3.3.4 Hiện trạng thoát nước, thu gom và xử lý nước thải

1.3.4 Biến đổi khí hậu tại Phú Quốc Biểu hiện của Biến đổi khí hậu:

Theo kết quả nghiên cứu của tác giả Nguyễn Văn Hồng và nhóm nghiên cứu về xu thế biến đổi các yếu tố khí hậu tại tỉnh Kiên Giang[14], các dữ liệu quan trắc tại trạm Phú Quốc cho thấy, trong giai đoạn 1986 - 2019 BĐKH đang diễn ra trên đảo ngày càng cực đoan hơn, cụ thể:

Nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình của trạm Phú Quốc là 27,60C, xu thế nhiệt độ trung bình tăng là 0,0320C; nhiệt độ tối cao trung bình của trạm Phú Quốc là 30,80C; xu thế nhiệt độ tối cao của trạm Phú Quốc có xu hướng tăng là 0,0260C; nhiệt độ tối thấp trung bình vào khoảng 24,90C, về xu thế nhiệt độ tối thấp có xu hướng tăng 0,0440C

Lượng mưa: Cũng theo chuỗi số liệu quan trắc lượng mưa trung bình của trạm Phú Quốc trong giai đoạn 1986-2019 là 2.831,4mm và có xu hướng giảm 8,9mm/năm Tuy nhiên, lượng mưa cực đại lại có xu hướng ra tăng

Mực nước biển dâng (MNBD): Theo số liệu tại bảng 3.3 của chương 3, kịch bản Biến đổi khí hậu năm 2020 của Bộ tài nguyên và Môi trường, tính trong giai đoạn từ năm 1986 đến 2018, mực nước biển trung bình của Phú Quốc có xu hướng tăng, khoảng 3,2 mm/năm Các tác động của Biến đổi khí hậu

9 Do thời gian và tài liệu nghiên cứu còn hạn chế do đó trong phần này học viên chỉ đưa ra những tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước tại Phú Quốc đặc biệt là hệ thống cấp, thoát nước a) Tác động đến hệ thống cấp nước

Các yếu tố chính của khí hậu tác động đến nguồn nước gồm: nhiệt độ, lượng mưa và mực nước biển Vào mùa khô, nhiệt độ tăng cao, lượng mưa có xu hướng giảm dẫn đến lượng bốc hơi tăng, mực nước biển tăng làm cho mực nước ngầm giảm xuống dẫn đến hạn mặn ngày càng ăn sâu vào đất liền gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến trữ lượng và chất lượng nước ngọt Mùa mưa, lũ lụt tăng làm ảnh hưởng đến cơ sở hạ tầng và ô nhiễm nguồn nước

BĐKH tác động nghiêm trọng tới nguồn nước ngọt trên đảo Theo thống kê, trữ lượng nước ngầm có tiềm năng khai thác trên đảo khoảng 123.000 m3/ngày-đêm, trữ lượng có thể khai thác an toàn được xác định khoảng 36.900 m3/ngày-đêm[30] Trong khi đó, mức độ khai thác đến năm 2030 và 2040 trên toàn đảo ước tính lên tới khoảng 90.000 m3/ngày-đêm và 190.000 m3/ngày-đêm, vượt hơn 2,43 và 5,15 lần so với trữ lượng khai thác an toàn Như vậy, trong tương lai nếu không tìm được nguồn nước phù hợp, Phú Quốc có khả năng rơi vào tình trạng thiếu nước nghiêm trọng

Trong những năm gần đây, hạn hán, hạn mặn diễn ra tại đồng bằng sông Cửu Long ngày một thất thường và có cường độ mạnh hơn Thời gian và diện tích khu vực bị ảnh hưởng bởi hạn mặn cũng nhiều hơn Hạn mặn đã và đang gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng

10 và trữ lượng nước ngọt tại khu vực bị ảnh hưởng Theo thống kê từ năm 2015 đến 2020, tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long đã xảy ra tới 3 đợt hạn mặn trong mùa khô vào các năm 2011, 2019, 2020

Theo thống kê mới nhất, xâm nhập mặn năm 2019-2020 đã ảnh hưởng đến 10/13 tỉnh của khu vực Đồng bằng sông Cửu Long trong đó có tỉnh Kiên Giang Hạn hán kéo dài làm khô cạn các hồ chứa nước, hạ thấp mực nước ngầm gây nên tình trạng thiếu nước sạch nghiêm trọng cho sinh hoạt và sản xuất Trong đợt hạn mặn năm 2019-2020, theo số liệu của Trung tâm nước sạch và Vệ sinh môi trường nông thôn, khu vực ĐBSCL có 96.000 hộ bị ảnh hưởng thiếu nước sinh hoạt do hạn mặn Trong đó, tỉnh Kiên Giang có khoảng 11.300 hộ bị thiếu nước do hạn mặn kéo dài, Phú Quốc có khoảng 200 hộ gia đình bị ảnh hưởng Phú Quốc là khu vực ít bị chịu ảnh hưởng của hạn mặn, tuy nhiên hạn hán gây sụt giảm mực nước tại các sông, suối, làm giảm trữ lượng nguồn nước ngọt gây thiếu nước nghiêm trọng trên địa bàn thành phố Phú Quốc

Hệ thống cấp nước của Phú Quốc chịu chi phối hòan toàn bởi nguồn nước của hồ Dương Đông Tuy nhiên, do ảnh hưởng của hạn hán nguồn nước tại hồ bị sụt giảm nhanh chóng Theo báo cáo của ngân hàng thế giới World Bank vào tháng 3/2020, mực nước tại hồ chứa chưa đến 20%[27] công suất của TXL và có nguy cơ bị cạn kiệt vào tháng 5/2020 nếu hạn hán vẫn kéo dài, theo UBND thành phố Phú Quốc báo cáo thì mực nước hồ chứa tại thời điểm này mỗi ngày giảm từ 5-6cm Do nguồn nước bị sụt giảm và không có nguồn bổ cập kịp thời dẫn đến các HTCN phải giảm 20-25% công suất hoạt động và

11 thực hiện phát nước luân phiên theo giờ, gây tình trạng thiếu nước sạch trên diện rộng trên đảo

Bên cạnh việc suy giảm về số trữ lượng khai thác, các hiện tượng thời tiết cực đoan diễn ra cũng gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng của nước nguồn Sự khai thác quá mức và không hợp lý nguồn nước là nguy cơ dẫn đến cạn kiệt và ô nhiễm nguồn nước Tình trạng ô nhiễm nguồn nước mặt diễn ra ngày một nhiều và nghiêm trọng hơn, gây ảnh hưởng đến việc khai thác cũng như sử dụng nguồn nước mặt Điển hình như sông Dương Đông, rạch Ô Trì và sông Cửa Cạn dài 15km đang bị ô nhiễm nặng, gây ảnh hưởng nghiệm trọng đến nguồn cấp cho các hồ chứa Mực nước biển tăng làm gia tăng biên độ mặn dẫn đến suy giảm và ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm

So với nguồn nước thì hệ thống mạng lưới đường ống và các công trình xử lý trong trạm cấp nước ít bị ảnh hưởng bởi BĐKH hơn Hệ thống mạng lưới đường ống cấp nước được đặt chìm dưới đất và nằm ở khu trung tâm của thành phố do đó ít chịu ảnh hưởng của nước biển dâng Các công trình trong trạm xử lý được xây dựng tại khu vực có cao độ cao hơn mực nước biển và nằm sâu trong thành phố do đó, trạm xử lý cũng ít bị chịu ảnh hưởng của nước biển dâng Tuy nhiên, việc nguồn nước thường xuyên bị thiếu hụt và ô nhiễm cũng gây ảnh hưởng không nhỏ đến quá trình vận hành và xử lý tại trạm cấp nước cũng như hệ thống mạng lưới đường ống Ngoài ra, do vị trí của Phú Quốc khá đặc biệt xung quanh là biển do đó, gió biển cùng độ mặn của nước cũng gây ảnh hưởng đến hệ thống đường ống trong trạm xử lý Do một số đường ống và công trình trong trạm xử lý là thiết bị được