Nguyên nhân chính gây ô nhiễm nước của hệ thống chủ yếu là các hoạt động của con người trên hệ thống trong giai đoạn phát triển kinh tế, xã hội diễn ra nhanh chóng, trong khi đó tất cả các nguồn xả thải (rác thải, nước thải) xuống hệ thống kênh mương đều không được xử lý triệt để. Thậm chí các nguồn thải như làng nghề
không được xử lý, ngoài ra còn có nước thải từ các nguồn ngâm vật liệu, nhuộm vải,...Có thể kể các nguồn ô nhiễm chính:
- Nguồn xả thải tập trung rác thải ở các khu đô thị, dân cư tập trung như Nam
Định, Phủ Lý và các thị trấn. Ngoài ra các nguồn nước thải của thành phốđược thu gom về các kênh lớn và về các trạm bơm tiêu như Quán Truột, Kênh Gia, Nhân Hoà. Ngoài ra còn có nguồn ô nhiễm nặng nhưng cục bộ là các khu vực làng nghề,
đặc biệt là khu vực xã Hòa Hậu, khu làng nghề thủ công mỹ nghệ ở Ý Yên xả thải vào các kênh tiêu.
- Nước sản xuất nông nghiệp khắp các khu canh tác tập trung về kênh tiêu cũng là nguồn thải đáng lo ngại vì chúng phân tán và mang theo các nguồn ô nhiễm. Ngoài ra còn có các hoạt động sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu và các hoá chất bảo vệ thực vật khác…
- Gia tăng dân số: là một trong những nguyên nhân quan trọng nhất ảnh hưởng
đến biến động tài nguyên, môi trường. Gia tăng dân số với các hoạt động dân sinh là nguồn đóng góp đáng kể làm suy giảm chất lượng môi trường qua việc xả thải nước thải và rác thải rắn vào nguồn, đắp đầm nuôi trồng thủy sản....
- Quy hoạch mở rộng quỹ đất đô thị, đặc biệt trong thời gian qua, thành phố
Nam Định và thị xã Hà Nam đã phát triển nhiều khu đô thị và dân cư mới, làm phát sinh các vấn đề môi trường. Môi trường nước bị ô nhiễm bởi vật chất san lấp, bồi lắng và thu hẹp dòng chảy, gây tắc nghẽn dòng chảy phía trong nội thị, suy giảm thành phần và số lượng các loài sinh vật thuỷ sinh.
- Mở rộng mạng lưới giao thông đường bộ.