TP.HCM: Hoàn thiện công cụ dự báo chất lượng nước trên hệ thống kênh rạch

Thực tế cho thấy, hệ thống kênh, rạch của TP.HCM nói chung và hệ thống kênh, rạch trục chính Trung tâm Thành phố nói riêng tiếp tục là nơi tiếp nhận nước thải sinh hoạt và các hoạt động kinh tế khác (sản xuất, dịch vụ, thương mại, công nghiệp…). Một số kênh, rạch tuy đã được cải tạo và đã có những chuyển biến về chất lượng nước và cảnh quan; tuy nhiên, những năm gần đây có hiện tượng ô nhiễm trở lại như kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè, Tàu Hũ - Bến Nghé khi mà áp lực xả thải chưa qua xử lý, do việc chậm triển khai xây dựng hệ thống các nhà máy xử lý nước thải theo quy hoạch; do đó, khả năng duy trì và phục hồi chất lượng nước kênh, rạch nội đô thành phố nói chung và những kênh, rạch đã được cải tạo lại nói riêng đang đứng trước áp lực suy thoái.

Lê Thị Phương Trúc (Đài Khí tượng thủy văn khu vực Nam Bộ) cho biết, để đảm bảo phát triển bền vững, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu, thách thức lớn nhất của TP.HCM hiện nay là tình trạng tái ô nhiễm ở những lưu vực kênh, rạch đã được cải tạo do tình trạng xả thải vượt quá khả năng tự làm sạch của kênh, rạch, cùng với đó là tình trạng quá tải của nhiều tuyến kênh, rạch khác chưa được cải tạo.

Từ thực tế đó, để có cơ sở khoa học trong đánh giá hiện trạng mức độ tự làm sạch, dự báo chất lượng nước của hệ thống kênh, rạch chính nội đô TP.HCM phục vụ công tác xử lý nước thải và quản lý nguồn thải của các cơ quan quản lý nhà nước trong lĩnh vực như Sở Xây dựng, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Sở Tài nguyên và Môi trường, và Trung tâm Quản lý Hạ tầng kỹ thuật TP.HCM (trực thuộc Sở Xây dựng), nhóm các nhà khoa học tại Đài Khí tượng thủy văn khu vực Nam Bộ đã triển khai thực hiện nhiệm vụ khoa học - công nghệ "Khảo sát, đánh giá chất lượng nước và khả năng tự làm sạch, xây dựng hệ thống dự báo chất lượng nước tự động và đề xuất các giải pháp kiểm soát chất lượng nước mặt trên hệ thống kênh rạch nội đô thành phố Hồ Chí Minh".

Đề tài thuộc chương trình Hợp tác về thúc đẩy đổi mới sáng tạo trong lĩnh vực xây dựng giữa Sở Xây dựng và Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM theo Biên bản ghi nhớ hợp tác số 87/BBGNHT-SXD-SKHCN ngày 29 tháng 4 năm 2020 giữa Sở Xây dựng và Sở Khoa học và Công nghệ về thúc đẩy đổi mới sáng tạo trong lĩnh vực xây dựng (InnoBuild).

Lê Thị Phương Trúc báo cáo kết quả thực hiện nhiệm vụ khoa học - công nghệ

Lê Thị Phương Trúc, chủ nhiệm nhiệm vụ cho biết, từ việc tập trung đánh giá hiện trạng chất lượng nguồn nước mặt và khả năng tiếp nhận “thêm” chất thải, cũng như dự báo chất lượng nước của hệ thống kênh, rạch chính nội đô TPHCM, qua đó nhóm triển khai nhiệm vụ khoa học - công nghệ đã đề xuất các giải pháp quản lý cũng như kiểm soát nguồn phát thải phù hợp với từng đặc điểm tự nhiên cũng như năng lực tiếp nhận riêng của các lưu vực kênh, rạch.

Trong đó, hai nội dung trọng tâm mà nhóm đã hoàn thành là: Xây dựng hệ thống dự báo tự động chất lượng nước kênh, rạch nội đô thành phố; và Đề xuất các giải pháp tăng cường giám sát chất lượng nguồn nước mặt nhằm duy trì và gia tăng khả năng tự làm sạch của hệ thống kênh, rạch nội đô thành phố.

Bản đồ vùng nghiên cứu gồm 5 hệ thống kênh, rạch chính vùng nội đô TP.HCM

Cụ thể, báo cáo trước hội đồng tư vấn nghiệm thu nhiệm vụ khoa học - công nghệ vừa được Sở KH&CN TP.HCM tổ chức trong quý 4/2022, nhóm nghiên cứu cho biết đã hoàn thành việc xây dựng được bộ mô hình thủy văn, thủy lực và chất lượng nước phục vụ cho việc xây dựng bản đồ phân vùng chất lượng nước; xây dựng được hệ thống dự báo chất lượng nước tự động trên hệ thống kênh, rạch nội đô thành phố; và đã xây dựng được một nền tảng công nghệ thông tin, nhằm xử lý cơ sở dữ liệu và đưa các bản tin dự báo, cảnh báo về chất lượng nước trên hệ thống kênh, rạch nội đô thành phố đến với cơ quan chuyên trách và người dân nhanh nhất, kịp thời nhất.

Công cụ khai thác bản tin chất lượng nước

Công cụ dự báo chất lượng nước

Đáng chú ý, nghiên cứu cũng đã đề xuất các phương pháp tính toán lưu lượng, tải lượng cho các cửa xả theo các tiêu chí về dân cư, tiêu chuẩn xả thải và được tự động tính toán cập nhật theo các điều kiện lượng mưa khác nhau.

Chia sẻ thêm về việc hoàn thiện website cung cấp các thông tin chất lượng nguồn nước mặt và các thông tin liên quan 24/24 phục vụ công tác quản lý môi trường và phòng tránh ô nhiễm cho người dân, TS. Lê Thị Phương Trúc cho biết nền tảng CNTT trong hệ thống bảo đảm tự động hóa hoàn toàn quá trình vận hành hệ thống dự báo chất lượng nước từ khâu biên tập các loại số liệu biên đầu vào, quản lý và điều khiển mô hình thủy lực - chất lượng nước, đến khâu xử lý, kết xuất và cung cấp thông tin chất lượng nước cho các đối tượng người dùng khác nhau.

Công cụ thống kê số liệu chất lượng nước

Được biết, để phục vụ tính toán, đánh giá khả năng tự làm sạch; để xác định được mức độ xả thải vào hệ thống kênh, rạch nội đô thông qua các cửa xả trực tiếp; để có bộ số liệu đầu vào hoàn chỉnh và tin cậy cho mô hình toán mô phỏng chất lượng kênh, rạch và tính toán khả năng tự làm sạch của hệ thống kênh, rạch bằng mô hình, đề tài tiến hành đo đạc bổ sung chất lượng nước trên 5 tuyến kênh, rạch cũng như tại vị trí các cửa xả (tổng 183 cửa xả hiện hữu) với các thông số chính sau: nhiệt độ, pH, DO, BOD₅, COD, N-NH₄⁺, N-NO₃^-, P-PO₄^3-, Tổng Photpho, Tổng Coliform; và đo lưu lượng dòng chảy ở 5 vị trí trên hệ thống kênh, rạch nội đô TPHCM.

Cuối cùng, nhiệm vụ đã đề xuất được các giải pháp giảm thiểu rủi ro ô nhiễm nguồn nước kênh, rạch, gia tăng khả năng tự làm sạch nước trong hệ thống kênh, rạch khu vực trung tâm thành phố có xem xét điều kiện cụ thể của quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội thành phố; đồng thời đề xuất mô hình quản lý dữ liệu chất lượng nguồn nước trong hệ thống kênh, rạch khu vực trung tâm, cùng phương hướng khai thác số liệu thông minh với trọng tâm là chia sẻ thông tin, dữ liệu giữa các ban ngành và các bên liên quan; tự động hóa mô tả thông tin đánh giá hiện trạng và dự báo khả năng ô nhiễm phục vụ cho cơ quan ra quyết định; công bố các thông tin hữu ích ra cộng đồng giúp nâng cao nhận thức về bảo vệ môi trường sống đô thị.

Tựu trung, kết quả của nhiệm vụ khoa học - công nghệ nói trên đã xây dựng được một hệ thống quản lý, dự báo chất lượng nước tự động cho hệ thống 5 kênh rạch chính trong nội đô TP.HCM trên nền tảng mô hình chất lượng nước DHI MIKE và các nền tảng công nghệ thông tin khác, với mục tiêu đáp ứng các yêu cầu quản lý môi trường thông minh trong một đô thị thông minh.