Trục chính hệ thống thủy lợi sông Nhuệ có tổng chiều dài 113,6km gồm: Sông Nhuệ dài 74km, sông La Khê 6,8km, sông Vân Đình dài 11,8km, sông Duy Tiên dài 9,0km. Đoạn chảy qua Hà Nội có chiều dài 89,6km, trong đó riêng sông Nhuệ có chiều dài 62km.
Trước kia nhiệm vụ của hệ thống chỉ đơn thuần phục vụ tưới, tiêu cho sản xuất nông nghiệp, chống lũ sông Hồng, sông Đáy, phục vụ giao thông thủy. Nay hệ thống có nhiệm vụ phục vụ phát triển đa mục tiêu của các địa phương như: Công nghiệp, du lịch, làng nghề, nước sinh hoạt, tiêu thoát nước đô thị…
Kết quả phân tích chất lượng nước của các cơ quan chuyên môn cho thấy chất lượng nước sông Nhuệ hiện nay ô nhiễm đến mức gần như không thể dùng cho các ngành kinh tế. Chất lượng nước luôn nằm ở mức báo động, nhưng vẫn phải sử dụng cho nông nghiệp gây ô nhiễm, giảm năng suất, có thể dẫn đến tích tụ chất độc trong nông dân.
Lý giải về nguyên nhân khiến hệ thống sông Nhuệ bị ô nhiễm nghiêm trọng, Phó Tổng Giám đốc Công ty TNHH MTV đầu tư phát triển thủy lợi sông Nhuệ Ngô Thanh Sơn cho biết, hệ thống sông Nhuệ có hơn 30km đi qua khu đô thị và ven đô thị. Trục chính con sông là nơi tiếp nhận chủ yếu lượng nước xả thải từ hoạt động của các nhà máy, khu công nghiệp, bệnh viện, cơ sở sản xuất và dịch vụ, nước tải từ các làng nghề, hóa chất sử dụng trong nông nghiệp và nước thải sinh hoạt. Nước thải của các hoạt động này đa phần đều chưa qua xử lý mà đổ trực tiếp xuống sông.
Đặc biệt, dọc hai bờ sông Nhuệ có nhiều làng nghề truyền thống chuyên sản xuất vải, lụa, dây thừng, chế biến bún, miến, bánh đa, dong, sắn… với các công cụ thô sơ, thủ công. Hóa chất sử dụng bữa bãi. Rác bã, xỉ than không được thu gom. Nước thải không được xử lý, chảy tùy tiện xuống cống rãnh, xuống sông gây ô nhiễm môi trường, nhất là môi trường nước…
Không chỉ vậy, các hóa chất dùng trong nông nghiệp như: Thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, phân hóa học chỉ hấp thụ một phần; phần còn lại thấm vào đất hoặc theo nước mặt chảy trở lại kênh mương, ao, hồ, sông suối… Nước thải sinh hoạt đem theo các chất tẩy rửa chưa được xử lý chảy theo các kênh dẫn một phần thấm xuống đất; phần còn lại chảy ra các dòng sông.
Thống kê của Công ty TNHH MTV đầu tư phát triển thủy lợi sông Nhuệ cũng chỉ ra, tổng số điểm xả vào hệ thống công trình thủy lợi sông Nhuệ là 790 điểm. Trong đó, các điểm xả thải phát sinh từ hoạt động sản xuất công nghiệp, dịch vụ, khu đô thị, bệnh viện, làng nghề, trang trại chăn nuôi là 310 điểm. Còn lại 480 điểm xả thải là các cống tiêu dân sinh.
Trước tình hình trên, đại diện Công ty TNHH MTV đầu tư phát triển thủy lợi sông Nhuệ đề nghị các địa phương tăng cường chỉ đạo các ngành chức năng kiểm tra, xử lý các tổ chức, cá nhân xả thải trái phép vào công trình thủy lợi gây ô nhiễm nguồn nước.
Đặc biệt là yêu cầu các chủ đầu tư xây dựng mới nhà máy, nhà xưởng, khu công nghiệp, khu đô thị trên địa bàn phải đầu tư xây dựng công trình xử lý nước thải trước khi xả ra ngoài môi trường, nguồn nước, vào công trình thủy lợi. Coi đây là yêu cầu bắt buộc khi đầu tư xây dựng hạ tầng kinh tế.
