Thất thoát nước mạng ngoài và các giải pháp quản lý mạng lưới cấp nước và chống thất thoát nước tại thành phố hồ chí minh,luận văn thạc sỹ kỹ thuật hạ tầng đô thị

CHƯƠNG 1 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC ĐÔ THỊ VÀ CHỐNG THẤT THOÁT NƯỚC 1.1 Lý thuyết về hệ thống cấp nước đô thị 1.1.1 Các sơ đồ hệ thống cấp nước, phân loại và lựa chọn 1.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

- -

LÊ BÁ CÔNG

THẤT THOÁT NƯỚC MẠNG NGOÀI VÀ CÁC GIẢI PHÁP QUẢN LÝ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC VÀ CHỐNG THẤT THOÁT NƯỚC TẠI TP.HCM

CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT HẠ TẦNG ĐÔ THỊ

Mã số : 60.58.22

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

NGND PGS TS NGUYỄN HUY THẬP

TP.HỒ CHÍ MINH, 2014

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn

trực tiếp của thầy NGND PGS TS Nguyễn Huy Thập Mọi tham khảo dùng trong

luận văn đều được trích dẫn nguồn rõ ràng và có độ chính xác cao nhất trong phạm vi hiểu biết của tôi Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

TP Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2014 Học viên

Lê Bá Công

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến trường Đại học Giao thông vận tải, bộ môn Công trình giao thông công chính - môi trường và Quí Thầy Cô đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành chương trình cao học và viết luận văn này

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến NGND PGS TS Nguyễn Huy Thập,

người Thầy đã dành rất nhiều thời gian và tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu để giúp

em hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Mặc dù đã có nhiều cố gắng để hoàn thiện luận văn này bằng tất cả sự nhiệt tình

và năng lực của mình, tuy nhiên chắc chắn sẽ không thể tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót Rất mong nhận được những đóng góp quí báu của Quí Thầy Cô và các bạn

Trân trọng./

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT v

DANH MỤC BẢNG BIỂU vii

DANH MỤC HÌNH viii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC ĐÔ THỊ VÀ CHỐNG THẤT THOÁT NƯỚC 4

1.1 LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC ĐÔ THỊ 4

1.1.1 Các sơ đồ hệ thống cấp nước, phân loại và lựa chọn 4

1.1.2 Sơ đồ và nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới cấp nước 7

1.1.3 Tiêu chuẩn dùng nước đô thị 10

1.2 CÁC GIẢI PHÁP VỀ CHỐNG THẤT THOÁT NƯỚC (NRW) 11

1.2.1 Phân tích các nguyên nhân gây thất thoát nước 11

1.2.2 Các công nghệ, thiết bị sử dụng trong hệ thống chống thất thoát nước 20

1.2.3 Các lý thuyết về phương pháp giảm thiểu thất thoát nước đô thị 28

1.3 TÌNH HÌNH THẤT THOÁT NƯỚC Ở CÁC ĐÔ THỊ VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI 37

1.3.1 Tình hình thất thoát nước ở các đô thị Việt Nam và trên thế giới 37

1.3.2 Kinh nghiệm ở nước ngoài về quản lý hoạt động cấp nước 37

CHƯƠNG 2: THỰC TRẠNG HỆ THỐNG CẤP NƯỚC VÀ THẤT THOÁT NƯỚC Ở THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 41

2.1 GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ TP HCM 41

2.1.1 Vị trí địa lí 41

2.1.2 Điều kiện kinh tế xã hội 42

2.2 THỰC TRẠNG CẤP NƯỚC Ở TP.HCM 44

2.2.1 Hiện trạng cấp nước và diễn biến thất thoát nước tại Tp HCM 44

2.2.2 Thống kê hiện trạng thất thoát nước (NRW) tại Tp HCM 51

2.3 GIỚI THIỆU VÀ PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ CÁC DỰ ÁN CẤP NƯỚC Ở TP HCM 54 2.3.1 Dự án FASEP No 649 (FLUIDIS):” Xác định thành phần và tính chất của

thất thoát nước trên vùng An Điền – An Phú, Tp.HCM Xác định và tiến hành các

giải pháp để giảm thiểu”(tháng 10 năm 2005) 54

2.3.2 Dự án MWC-WB (Phương pháp DMAs) 60

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÁC GIẢI PHÁP QUẢN LÝ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC VÀ CHỐNG THẤT THOÁT NƯỚC Ở TP HỒ CHÍ MINH 69

3.1 GIẢI PHÁP QUẢN LÝ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC 69

3.1.1 Quy hoạch hệ thống cấp nước ở Tp HCM năm 2025, tầm nhìn đến năm 2030 69

3.1.2 Đề xuất các giải pháp quản lý hệ thống cấp nước ở TP HCM 73

3.2 NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP CHỐNG THẤT THOÁT NƯỚC CỦA HỆ THỐNG CẤP NƯỚC Ở TP HCM 74

3.3 MÔ HÌNH CARETAKER – CHƯƠNG TRÌNH GIẢM THẤT THOÁT NƯỚC KHÔNG DOANH THU 77

3.4 HỆ THỐNG WDMS (WATER DISTRIBUTION MANAGEMENT SYSTEM – HỆ THỐNG QUẢN LÝ PHÂN PHỐI NƯỚC SẠCH) 79

3.4.1 Giới thiệu chung 79

3.4.2 Hệ thống WDMS và khả năng ứng dụng 80

3.4.3 Mô hình cơ sở dữ liệu DAN-VAND 83

3.4.4 CSDL tích hợp thông tin của hệ thống cấp nước và bản đồ nền 85

3.4.5 Hệ thống kiểm soát thất thoát và áp suất (Leakage Auditing-Pressure Management (LA-PM)) 86

3.4.6 Hệ thống đăng ký đường ống trong WDMS – Pipe Registration 87

3.4.7 Hệ thống quản lý đồng hồ và hóa đơn Meter & Bill Management (MBM)93 3.4.8 Hệ thống quản lý các điểm rò rỉ và sự cố (Burst Management - BM) 93

3.4.9 Hệ thống lập kế hoạch nâng cấp, bảo dưỡng đường ống (Rehabilitation Planning - RP) 95

3.4.10 Dịch vụ khách hàng (Customer Service - CS) 95

3.4.11 Quản trị - (Administration - AD) 96

3.4.12 Báo cáo (Report Management - RM) 96

3.4.13 Kết quả thực tế của dự án WDMS 97

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 98

TÀI LIỆU THAM KHẢO 101

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT AGC Automatic Gain Control (Tự động điều chỉnh)

ADB Ngân hàng phát triển châu Á

BM Burst Management (Quản lý các điểm sự cố, rò rỉ)

CS Custome Service (Dịch vụ khách hàng)

DMA District Meter Area (Khu vực đặt đồng hồ đo Quận)

DMZ District Meter Zones (Vùng đặt đồng hồ đo)

hợp)

LA Leakage – Auditing (Dò tìm bằng âm thanh)

NRW Non Revenue Water (Nước thất thoát – thất thu)

ODA Official Development Assistance

PM Pressure Management (Quản lý áp lực)

PR Pipe Registration (Đăng kí đường ống)

RP Rehabilitation Planning (Kế hoạch bảo trì, bảo dưỡng ống)

RM Report Management (Quản trị)

SAWACO Tổng công ty cấp nước Sài Gòn

khiển giám sát và thu thập dữ liệu)

WB World Bank (Ngân hàng thế giới)

phân phối nước sạch)

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Bảng tóm tắt nguyên nhân nước thất thoát – thất thu (NRW) 12

Bảng 1.2 Thống kê tỉ lệ thất thoát nước tại các đô thị Việt Nam 37

Bảng 1.3 Bảng thống kê tỉ lệ thất thoát nước tại một số đô thị trên thế giới 37

Bảng 2.1 Bảng diện tích, dân số và mật độ dân số chung của TP.HCM năm 2009 43

Bảng 2.2 Bảng thống kế công suất các nhà máy nước ở Tp HCM 45

Bảng 2.3 Bảng thống kê tuổi thọ đường ống 50

Bảng 2.4 Bảng thống kê vật liệu đường ống 50

Bảng 2.5 Bảng thống kê tỉ lệ thất thoát nước tại Tp HCM 52

Bảng 2.6 Thống kê Lưu lượng nước không doanh thu 52

Bảng 2.7 Bảng đánh giá lưu lượng thất thoát lúc 2h30 58

Bảng 2.8 Bảng thống kê diễn biến lưu lượng thất thoát nước 59

Bảng 2.9 Bảng thống kê các kết quả của MDA 10H-01 thuộc Dự án MWC-WB 65

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Sơ đồ cấp nước sử dụng nước mặt 4

Hình 1.2 Sơ đồ cấp nước sử dụng nước ngầm 4

Hình 1.3 Sơ đồ cấp nước sử dụng nhiều nguồn 5

Hình 1.4.Sơ đồ hệ thống cấp nước tuần hoàn 6

Hình 1.5 Sơ đồ mạng lưới cụt 8

Hình 1.6 Sơ đồ mạng lưới vòng 8

Hình 1.7 Sơ đồ mạng lưới vòng và cụt kết hợp 8

Hình 1.8 Sơ đồ phân tích nguyên nhân của nước thất thoát – thất thu (NRW) 12

Hình 1.9 Nước thất thoát do bể ống D300 trên đường Tân Kỳ Tân Quý 13

Hình 1.10 Ảnh minh họa rò rỉ tại các vị trí mối nối ống phân phối 14

Hình 1.11 Đồng hồ điện tử của hãng ISOMAG 20

Hình 1.13 Đồng hồ đo đọc từ xa không dây bằng sóng radio của hãng Sappel 21

Hình 1.14 Thiết bị thu thập tín hiệu âm thanh của hãng Ortomat Wagamet 22

Hình 1.15 Thiết bị thu thập tín hiệu âm thanh của Zonescan 800 Gutermann 23

Hình 1.16 Thiết bị tương quan âm Log 3000 23

Hình 1.17 Thiết bị tương quan âm không dây Aquascan 25

Hình 1.18 Thiết bị khuếch đại âm Leakpen 26

Hình 1.19 Thiết bị khuếch đại âm Aquascope 3 26

Hình 2.1 Bản đồ địa lý Việt Nam 41

Hình 2.2 Liên hệ vùng Tp HCM 42

Hình 2.3 Vị trí các nhà máy cấp nước tại TP.HCM 46

Hình 2.4 Biểu đồ thể hiện tuổi thọ đường ống ở Tp HCM 50

Hình 2.5 Biểu đồ thể hiện vật liệu ống trên tổng chiều dài mạng lưới cấp nước 51

Hình 2.6 Mạng lưới đường ống cấp nước khu vực An Điền –An Phú 55

Hình 2.7 Biểu đồ lưu lượng tiêu thụ nước các giờ trong ngày (l/s/km) 57

Hình 2.8 Hình thể hiện áp lực trên khu vực thực nghiệm 58

Hình 2.9 Bản đồ phân vùng các DMA 61

Hình 2.10 Bản đồ khảo sát giao thông DMA 62

Hình 2.11 Bản đồ khảo sát áp lực DMA 62

Hình 2.12 Bản đồ khảo sát các khách hàng lớn của DMA 63

Hình 2.13 Bản đồ khảo sát hiện trạng van của DMA 64

Hình 3.1 Định hướng Quy hoạch Cấp nước Tp HCM năm 2025, tầm nhìn 2030 71

Hình 3.2 Các thành phần của WDMS 81

Hình 3.3 Mô hình kiến trúc tổng thể của WDMS 83

Hình 3.4 Mô hình quan hệ giữa đường ống(Pipe), điểm nối(Node )và thiết bị lắp đặt (Component) 84

Hình 3.5 Biểu đồ theo dõi biến động của áp lực đường ống và chỉ số đồng hồ 86

Hình 3.6 Cấu trúc cơ sở dữ liệu 91

Hình 3.7 Sơ đồ lắp đặt theo Mô hình Dan-Vand 92

Hình 3.8 Quy trình thu thập và xử lý dữ liệu 93

Hình 3.9 Thống kê đồng hồ theo từng mức chỉ số bằng biểu đồ 94

Hình 3.10 Thống kê tần suất xuất hiện các điểm rò rỉ trên từng chất liệu ống 94

Hình 3.11 Mô tả phương án và giá trị kinh tế công tác sữa chữa, bảo dưỡng ống 95

Hình 3.12 Biểu đồ thống kê loại sự cố về cấp nước 96

Hình 3.13 Quản trị người dùng và phân quyền 96

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Thành phố Hồ Chí Minh là thành phố đông dân nhất Việt Nam, với dân số thành phố là trên 7 triệu người (chiếm 8,3% dân số Việt Nam), nếu tính cả những người cư trú không đăng ký thì dân số thực tế của thành phố vượt trên 8 triệu người Nền tảng cho việc phát triển của thành phố là hạ tầng phải đáp ứng được yêu cầu, nhưng thực tế là thành phố đang phải đối mặt với nhiều vấn đề về hạ tầng như giao thông, điện, ô nhiễm môi trường, ô nhiễm không khí, vấn đề tiêu thoát nước cũng như cung cấp nước sạch cho thành phố

Thực trạng tình hình cung cấp nước sạch của công ty cấp nước thành phố ngày càng trở thành vấn đề quan trọng bậc nhất không chỉ của công ty cấp nước mà còn là mối quan tâm hàng đầu của người dân Mạng lưới cấp nước của thành phố được hình thành từ những năm 50 sau thời gian dài sử dụng đã trở nên quá tải và xuống cấp quá nhiều, việc duy tu sữa chữa cũng như đấu nối mới làm cho hệ thống trở nên dày đặc , đan xen lẫn nhau, phát triển không có tính hệ thống Thành phần của ống, các phụ kiện

đa dạng, mạng lưới không được xác định và kiểm tra đầy đủ … Bên cạnh đó từ khi có các nguồn nước mới được bổ sung thì đặc điểm thủy lực trong đường ống bị thay đổi dẫn đến các xáo trộn về thủy lực, các mạng lưới cuối nguồn trở thành đầu nguồn Hiện tại, tỉ lệ thất thoát nước của Tp.HCM rất cao, trên dưới 34% (từ 27% đến 48% tùy chi nhánh cấp nước), bao gồm cả thất thoát do rò rỉ trong mạng lưới, thất thoát do súc xả đường ống và cùng hiện tượng nước đục gây ảnh hưởng đến uy tín

và doanh thu của ngành cấp nước, làm tăng nguy cơ sử dụng giếng khoan, việc này làm ô nhiễm nguồn nước ngầm, ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân do nguồn nước không đảm bảo, gây sụt lún đô thị cũng như ảnh hưởng đến hình ảnh của Tp.HCM

Bên cạnh đó, trong quá trình phát triển của các công ty cấp nước tại Tp.Hồ Chí Minh, rất nhiều dự án giảm thiếu thất thoát nước tại thành phố như FLUDIS, HALAN, Adb, MWC-WB bước đầu các dự án này cũng có những thành công nhất định, tuy nhiên những dự án này chưa đưa ra những đặc trưng thất thoát nước đặc trưng của từng vùng tại TP Hồ Chí Minh, chỉ khắc phục thất thoát trên một vùng cô lập nhất

định, do vậy, theo thời gian chỉ số thất thoát lại tăng lên và việc khắc phục tình trạng thất thoát lại bỏ ngỏ

Từ thực trạng nói trên, công tác quản lý nguồn nước và chống thất thoát nước là hết sức cấp bách và cần thiết, nhất là trong tình trạng nguồn nước ngày càng khan hiếm như hiện nay Vì vậy, một bài toán khó đặt ra là làm sao quản lý mạng lưới đường ống cấp nước một cách hợp lý, khoa học, có thể khắc phục nhanh chóng khi có

sự cố trên mạng lưới và hạn chế thất thoát ở mức thấp nhất Đó cũng là lý do của việc

chọn đề tài “Thất thoát nước mạng ngoài và các giải pháp quản lý mạng lưới cấp

nước và chống thất thoát nước tại Tp.HCM”

2 Mục tiêu và nội dung của đề tài

- Mục tiêu nghiên cứu: nghiên cứu về thất thoát nước mạng ngoài, đề xuất áp

dụng các giải pháp lý mạng lưới cấp nước và chống thất thoát nước tại Tp HCM để

việc sử dụng nước được hiệu quả hơn

- Nội dung của đề tài: nội dung nghiên cứu bao gồm:

+ Khảo sát, đánh giá hiện trạng hệ thống cấp nước và thất thoát nước ở Tp

HCM, xác định và phân tích các nguyên nhân thất thoát nước sạch hiện nay

+ Phân tích các nguyên nhân không thành công của các dự án đã thực hiện như Fluidis, Adb, dự án Hà Lan, dự án MWC - phương pháp DMA (District Meters Area) những kết quả đạt được và không đạt được

+ Nghiên cứu xác định các giải pháp thích hợp giảm thiểu thất thoát nước sạch phù hợp đặc trưng mạng lưới Tp.HCM

3 Phạm vi nghiên cứu

- Thất thoát nước và các phương pháp chống thất thoát nước là một chủ đề rất rộng, đòi hỏi phải có thời gian nghiên cứu, phân tích, đánh giá, đồng thời đưa ra những phương án hữu hiệu nhất

- Trong giới hạn nghiên cứu của luận văn này chỉ đưa ra những giải pháp đã được

áp dụng thành công ở các nước tiên tiến trên thế giới, đồng thời đề xuất phương án có thể áp dụng thành công ở Tp HCM

4 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lý thuyết về giảm thiểu thất thoát nước và nguyên nhân dẫn đến chỉ

số thất thoát nước ngày càng tăng như hiện nay

- Tổng kết các kết quả nghiên cứu, các dự án về cấp nước và chống thất thoát nước ở Tp HCM, kinh nghiệm về chống thất thoát nước tại các đô thị trên thế giới

- Trên cơ sở đó, đề xuất các giải pháp chống thất thoát nước áp dụng cho Tp.HCM

5 Kết cấu luận văn

Ngoài phần Mở đầu, Kết luận và Tài liệu tham khảo, Luận văn được trình bày theo 3

chương :

Chương 1: Nghiên cứu tổng quan về hệ thống cấp nước đô thị và chống thất thoát

nước

Chương 2: Thực trạng hệ thống cấp nước và thất thoát nước ở Tp HCM

Chương 3: Nghiên cứu ứng dụng các giải pháp quản lý hệ thống cấp nước và chống

thất thoát nước ở Tp HCM

CHƯƠNG 1 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC ĐÔ THỊ VÀ

CHỐNG THẤT THOÁT NƯỚC 1.1 Lý thuyết về hệ thống cấp nước đô thị

1.1.1 Các sơ đồ hệ thống cấp nước, phân loại và lựa chọn

1.1.1.1 Khái niệm: Hệ thống cấp nước đô thị là tổ hợp các công trình thu nước, vận

chuyển nước, xử lý nước, điều hoà và phân phối nước tới đối tượng sử dụng nước

trong đô thị Cụ thể gồm các sơ đồ cấp nước sau:

- Sơ đồ cấp nước sử dụng nước mặt (hình 1.1)

- Sơ đồ cấp nước sử dụng nước ngầm (hình 1.2)

- Sơ đồ cấp nước sử dụng nhiều nguồn (hình 1.3)

Hình 1.1 Sơ đồ cấp nước sử dụng nước mặt

Hình 1.2 Sơ đồ cấp nước sử dụng nước ngầm

Hình 1.3 Sơ đồ cấp nước sử dụng nhiều nguồn

Trong các hình trên, ký hiệu:

1 Công trình thu nước: dùng để thu nước nguồn

2 Trạm bơm cấp 1: dùng để bơm nước từ công trình lên để xử lý

3 Trạm xử lý: làm sạch nước nguồn đạt yêu cầu chất lượng sử dụng

4 Bể chứa nước sạch: điều hoà lưu lượng giữa trạm bơm cấp 1 và cấp 2

5 Trạm bơm cấp 2: đưa nước đã xử lý từ bể chứa nước sạch đến mạng lưới tiêu dùng

6 Đài nước: điều hoà lưu lượng giữa trạm bơm cấp 2 và mạng lưới tiêu dùng

7 Mạng lưới truyền dẫn: dùng để vận chuyển nước từ trạm bơm cấp 2 đến điểm đầu tiên của mạng lưới phân phối nước

8 Mạng lưới phân phối: dùng để vận chuyển và phân phối nước đến các đối tượng sử dụng

1.1.1.2 Các yêu cầu cơ bản đối với một hệ thống cấp nước:

- Bảo đảm đưa đầy đủ và liên tục lượng nước cần thiết đến các nơi tiêu dùng

- Bảo đảm chất lượng nước đáp ứng các yêu cầu sử dụng

- Giá thành xây dựng và quản lý rẻ

- Thi công và quản lý dễ dàng thuận tiện, có khả năng tự động hoá và cơ giới hoá việc khai thác, xử lý và vận chuyển nước

1.1.1.3 Phân loại hệ thống cấp nước

- Theo đối tượng phục vụ: Hệ thống cấp nước đô thị, công nghiệp, nông nghiệp, đường sắt …

- Theo chức năng phục vụ: Hệ thống cấp nước sinh hoạt, sản xuất, chữa cháy

- Theo phương pháp sử dụng nước: Hệ thống cấp nước trực tiếp, tuần hoàn (hình 1.4), liên tục…

Hình 1.4.Sơ đồ hệ thống cấp nước tuần hoàn

- Theo nguồn nước: hệ thống cấp nước mặt, ngầm …

- Theo nguyên tắc làm việc: hệ thống cấp nước có áp, không áp, tự chảy…

- Theo phạm vi cấp nước: hệ thống cấp nước thành phố, khu dân cư, tiểu khu nhà

ở, nông thôn …

- Theo phương pháp chữa cháy:hệ thống chữa cháy áp lực thấp, áp lực cao

- Theo phạm vi cấp nước: hệ thống cấp nước trong nhà, ngoài nhà

1.1.1.4 Lựa chọn hệ thống cấp nước

Các căn cứ để lựa chọn hệ thống cấp nước: có 3 yếu tố cơ bản

- Điều kiện tự nhiên: nguồn nước, địa hình, khí hậu…

- Yêu cầu của đối tượng dùng nước: lưu lượng, chất lượng, áp lực,…

- Khả năng thực thi: khối lượng xây dựng và thiết bị kỹ thuật, thời gian, giá thành xây dựng và quản lý

Nguån

CTT+TB1TXLNC

BC TB2

TXLNTTXL

èng dÉn n−íc tuÇn hoµn B¬m t¨ng ¸p

Cèng dÉn NT

Để có 1 sơ đồ hệ thống cấp nước tốt, hợp lý cần so sánh kinh tế, kỹ thuật nhiều phương án, vì vậy khi thiết kế phải nghiên cứu thật đầy đủ các yếu tố sau đây, tiến hành các phương án về mặt kinh tế - kỹ thuật để có thể chọn một sơ đồ tối ưu:

- Điều kiện về tự nhiên, trước hết là nguồn nước (cần xem xét vấn đề bảo vệ và

sử dụng tổng hợp các nguồn nước, đảm bảo cung cấp đủ lưu lượng cho nhu cầu hiện tại và khả năng phát triển trong tương lai), sau đó là các yếu tố về thủy văn, các điều kiện về địa hình trong khu vực

- Yêu cầu về lưu lượng, chất lượng và áp lực của các đối tượng sử dụng nước

- Khả năng xây dựng và quản lý hệ thống (về tài chính, mức độ trang bị kỹ thuật,

- Giá thành đầu tư xây dựng

- Chi phí quản lý hằng năm

- Chi phí xây dựng cho 1m3 nước tính theo công suất ngày trung bình chung cho

cả hệ thống và trạm xử lý

- Chi phí điện năng cho 1m3 nước

- Giá thành xử lý và giá thành sản phẩm của 1m3 nước

1.1.2 Sơ đồ và nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới cấp nước

1.1.2.1 Sơ đồ mạng lưới

- Mạng lưới cấp nước gồm 3 loại:

+ Mạng lưới cụt: (hình 1.5) chỉ có thể cấp nước cho các điểm theo 1 hướng

 Đặc điểm: mức độ an toàn cấp nước thấp, nhưng giá thành xây dựng mạng lưới rẻ, tổng chiều dài toàn mạng lưới ngắn

 Áp dụng: khu dân cư nhỏ, những đối tượng dùng nước tạm thời

Hình 1.5 Sơ đồ mạng lưới cụt

+ Mạng lưới vòng (mạng lưới khép kín): (hình 1.6)

 Đặc điểm: mạng lưới vòng đảm bảo cấp nước an toàn, nhưng tốn nhiều đường ống và giá thành xây dựng cao, ngoài ra mạng lưới còn có ưu điểm giảm đáng

kể hiện tượng nước va

 Áp dụng: rộng rãi để cấp nước cho các thành phố, khu công nghiệp

Tr¹m b¬m

§µi n−íc

phân bố các đối tượng dùng nước, vị trí điểm lấy nước tập trung có công suất lớn, vị trí nguồn nước,…

1.1.2.2 Nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới cấp nước

Các nguyên tắc khi vạch tuyến mạng lưới cấp nước:

- Tổng số chiều dài ống là nhỏ nhất

- Mạng lưới phải bao trùm được các điểm tiêu thụ nước

- Hướng vận chuyển chính của nước đi về phía cuối mạng lướivà các điểm dùng nước tập trung

- Hạn chế việc bố trí đường ồng đi qua sông, đê, đầm lầy, đường xe lửa

- Các tuyến chính đặt song song theo hướng chuyển nước chính, khoảng cách giữa các tuyến chính 300 – 600mm Một mạng lưới phải có ít nhất 2 tuyến chính có đường kính tương đương nhau và cấp được cả 2 phía

- Các tuyến chính được nối với nhau bằng các tuyến nhánh với khoảng cách 400 – 900 mm Các tuyến phải vạch theo đường ngắn nhất, cấp nước được 2 phía

- Trên mặt cắt ngang đường phố, các ống có thể đặt dưới phần vỉa hè, dưới lòng đường với độ sâu đảm bảo kỹ thuật và cách xa các công trình ngầm khác với khoảng cách vệ sinh quy định trong TCXDVN 33 – 2006

- Khi ống chính có đường kính lớn nên đặt thêm 1 ống phân phối nước song song

Ngoài ra, khi quy hoạch mạng lưới cần chú ý:

- Quy hoạch mạng lưới hiện tại phải quan tâm đến khả năng phát triển của thành phố và mạng lưới trong tương lai

- Nên có nhiều phương án vạch tuyến mạng lưới sau đó so sánh các chỉ tiêu kinh

tế kỹ thuật để có mạng lưới tối ưu và hợp lý

1.1.2.3 Cấu tạo mạng lưới

- Các loại ống dùng trong mạng lưới cấp nước

+ Hiện có các loại ống phổ biến sau: ống bê tông cốt thép, xi măng amiăng, ống nhựa, ống gang, ống thép,…

+ Mạng lưới cấp nước phổ biến dùng ống gang (1 phần ống nhựa), ống thép thường dùng trong trạm bơm khi áp suất cao, qua các đầm lầy, chướng ngại có nền móng không ổn định

+ Ống gang từ  100 – 800, l = 6 - 8m có miệng loe, thường nối bằng xảm đay

- Nguyên tắc bố trí đường ống cấp nước

+ Độ sâu chôn ống từ mặt đất đến đỉnh ống: 0,8 – 1m, không nông quá để tránh tác động cơ học và ảnh hưởng của thời tiết

+ Không sâu quá để tránh đào đắp đất nhiều, thi công khó khăn chiều sâu tối thiểu đặt ống cấp nước thường lấy bằng 0,7m kể từ mặt đất đến đỉnh ống

Tuỳ theo tình hình địa chất và kích thước của ống, có thể đặt trực tiếp trên nền đất tự nhiên (khi đất cứng, đường kính nhỏ), hoặc trên bệ bằng cát, đá dăm hoặc bêtông cốt thép, thậm chí có thể đặt trên bệ cọc bêtông (khi ống đi qua hồ ao, đầm lầy)

+ Ống cách móng nhà và cây xanh tối thiểu 3 – 5m

+ Ống cấp nước thường đặt trên ống thoát, khoảng cách so với các ống khác theo chiều ngang  1,5 – 3m, chiều đứng  0,1m

+ Khi ống qua sông phải có điu ke và qua đường ô tô, xe lửa phải đặt ống trong ống lồng

- Các thiết bị và công trình trên mạng lưới cấp nước

+ Khoá: để đóng mở nước trong từng đoạn ống, khoá thường đặt trước và sau mỗi nút của mạng lưới, trước và sau bơm, đường kính khoá lấy bằng đường kính ống

+ Van 1 chiều: cho nước chảy theo 1 chiều, thường đặt sau bơm, trên đường ống dẫn nước vào nhà, ống dẫn nước từ đài xuống

+ Van xả khí, họng chữa cháy, vòi lấy nước công cộng, gối tựa, giếng thăm…

1.1.3 Tiêu chuẩn dùng nước đô thị

- Tiêu chuẩn dùng nước là lượng nước trung bình tính cho 1 đơn vị tiêu thụ trong

1 đơn vị thời gian hay cho 1 đơn vị sản phẩm

- Tiêu chuẩn dùng nước là thông số rất cơ bản khi thiết kế hệ thống cấp nước Nó dùng để xác định quy mô dùng nước (công suất)

- Có nhiều loại tiêu chuẩn dùng nước:

+ Tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt: phụ thuộc mức độ tiện nghi của khu dân

cư, khí hậu, kinh tế, tập quán sinh hoạt,…

+ Tiêu chuẩn dùng nước sản xuất (công nghiệp): phụ thuộc loại hình sản xuất, dây chuyền công nghệ sản xuất,…

+ Tiêu chuẩn dùng nước chữa cháy: phụ thuộc quy mô dân số, mức độ chịu lửa của công trình,…

+ Tiêu chuẩn dùng nước tưới cây, đường

- Ngoài ra, còn có các nhu cầu dùng nước khác:

+ Nước dùng trong các nhà công cộng

+ Nước dùng cho công trường xây dựng

+ Nước dùng trong khu xử lý

+ Nước thất thoát…

- Tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt: tính bình quân đầu người (l/người.ngày đêm): Lượng nước tiêu thụ trong sinh hoạt, ăn uống không đồng đều theo thời gian Để phản ánh chế độ làm việc của các công trình trong hệ thống cấp nước theo thời gian, nhất là trạm bơm cấp 2, người ta đưa ra về khái niệm về hệ số không điều hoà giờ: Kh (là tỷ

số giữa lưu lượng tối đa và lưu lượng trung bình giờ trong ngày cấp nước tối đa), tuỳ thuộc vào quy mô thành phố, thành phố lớn thì Kh nhỏ và ngược lại

Tóm lại, để đánh giá chất lượng của hệ thống cấp nước đô thị là phù hợp thì công tác thiết kế, thi công phải đáp ứng tiêu chuẩn nghiêm ngặt, điều mà không phải ở

đô thị nào của chúng ta cũng đáp ứng được Việc thực hiện đúng quy chuẩn hệ thống cấp nước đô thị không những đảm bảo cho hiệu quả sử dụng lâu dài mà còn là vấn đề

an ninh xã hội trong đô thị

1.2 Các giải pháp về chống thất thoát nước (NRW)

1.2.1 Phân tích các nguyên nhân gây thất thoát nước

Một hệ thống cấp nước bao gồm nhiều công trình khác nhau như hồ chứa, công trình thu, đường ống truyền tải, hệ thống xử lý, hệ thống bơm và phân phối nước và các thiết bị phụ trợ Nguyên nhân chính gây nên thất thoát nước được chia thành hai nguyên nhân chính: bao gồm thất thoát hữu hình (thất thoát cơ học) và thất thoát vô hình (thất thoát kinh tế) (hình 1.8)

m

u)

Thất th (chiếm thất thất

Thất th (thất tho bể) chiế thất tho

hoát vô hìn 12% nướ

t thoát)

hoát hữu hìn oát do rò rỉ,

ếm 88% nướ oát)

áp hất

Tiêu thụ hóa đơn pháp kh

nh

ớc

Tiêu thụ (chiếm 2 Sai số đ

dữ liệu ( chiếm

nh

xì

ớc

Rò rỉ t truyền t hình)

Rò rỉ tr khách h hình)

ụ bất hợp phá 23% nước th đồng hồ khác

77% nước th trên các đườ tải (chiếm 20

ên các đấu n hàng (chiếm 8

ự án giảm t

ọc) quan

hất thoát –

thoát – thấ

đo, có hóa đ đồng hồ đo, c đồng hồ đo 00% nước ti n)

áp hất thoát vô h

ch hàng và c

hất thoát vô h ờng ống ph 0% nước thấ

nối dịch vụ 80% nước th

hình) các lỗi xử lý

hình) hân phối và

ất thoát hữu

tới đồng hồ hất thoát hữu

p

Nước thất thoát- thất thu (NRW)

ó

l )

Bể chứa và các công trình liên quan thường được xây dựng bằng bê tông và được coi là những công trình bền vững Tuy nhiên, rò rỉ vẫn có thể xảy ra do nước chứa Clo và một số chất khác có khả năng làm hỏng bê tông hoặc do công trình được xây dựng chưa đúng với tiêu chuẩn quy định

- Rò rỉ từ hệ thống truyền tải (hình 1.9)

Tuyến truyền dẫn (do công ty Cấp nước quản lý), có nhiệm vụ liên kết các trạm cấp nước (đối với đô thị có nhiều nhà máy nước) và cung cấp nước sạch xuống mạng phân phối chính ở các địa bàn (do các chi nhánh nước quản lý, còn gọi là mạng cấp II) Từ mạng phân phối chính nước được cấp vào mạng cấp trong tiểu khu, ngõ nhóm nhà hay nhà (gọi là mạng cấp III)

Tuyến truyền dẫn do mới xây dựng hoặc cải tạo mặt khác vật liệu, phương pháp kiểm tra nghiệm thu được thực hiện tương đối tốt nên tỷ lệ nước rò rỉ trong tuyến truyền dẫn khá nhỏ Tuy nhiên tình trạng sự cố nứt vỡ hay đấu nối trái phép vẫn có và ngày một tăng

Hình 1.9 Nước thất thoát do bể ống D300 trên đường Tân Kỳ Tân Quý

 Các mối nối giữa ống chính và ống nhánh 7%

 Các van lấy nước, van xả khí 6%

Hình 1.10 Ảnh minh họa rò rỉ tại các vị trí mối nối ống phân phối

+ Những yếu tố chính ảnh hưởng đến thất thoát nước trong hệ thống phân phối là:

 Áp lực cao: Áp lực trong mạng là thông số rất quan trọng Ngoài ra

trường hợp cấp nước trực tiếp vào nhà, khi áp lực bên ngoài cao cũng là nguyên nhân dẫn đến sự hư hỏng các thiết bị ngắt nước tự động trong nhà như van phao ở két mái, ở

bể nước ngầm hay ở két xí bệt

 Áp lực thấp: Áp lực thấp là yếu tố bất lợi cho cấp nước Trong hệ thống

phân phối khi áp lực thấp thường không đặt được đồng hồ cho từng hộ, buộc công ty Cấp nước phải thu tiền theo hình thức khoán Áp lực thấp, không đảm bảo nhu cầu dùng nước, gây tình trạng đục phá đường ống để lấy nước là phổ biến Trong các đô thị (nhất là khu vực mạng cũ) nhiều nhà xây bể ngay dưới ống phân phối và đục ống

để nước chảy vào đó Ban ngày nước yếu nên thông thường không tràn bể song ban đên áp lực tăng, nhiều bể bị tràn gây nên tình trạng thất thoát nước

 Đất có tính ăn mòn: Các ống kim loại như gang, thép, thép tráng kẽm

đều có thể bị ăn mòn Chính những lõ thủng trên ống do bị ăn mòn là nguyên nhân dẫn đến rò rỉ nước

 Nước có tính ăn mòn: Nước có tính ăn mòn làm giảm độ bền của ống

Hiện tượng ăn mòn bắt đầu từ khi hình thành một lỗ nhỏ trên thành ống, do tác động

ăn mòn của nước lỗ sẽ phát triển thành lỗ thủng

 Chất lượng mối nối: Mối nối của các ống kim loại trước đây thường là

xảm, bích, hàn hoặc nối bằng ren Khả năng đàn hồi của mối nối rất kém mặt khác chất lượng của thiết bị nối thường không đảm bảo

 Ống và thời gian ống sử dụng ống phân phối, ống nối: Ống gồm các loại

ống: gang xám, thép đen, thép tráng kẽm, PVC Tuổi thọ của ống CI (ống gang xám) thường là 70-80 năm ống thép tráng kẽm (GI) từ 20-30 năm, riêng ống nối GI thường

ít hơn 10 năm Người ta đã tổng kết lượng nước thất thoát sẽ giảm đáng kể nếu đường ống nối trong hệ thống phân phối được thay thế từng phần hay toàn bộ cứ 10-15 năm một lần

 Sự lún và biến động dưới đất: Dọc theo các tuyến ống tính cơ lý của đất

thường thay đổi, đặc biệt đất sét có tính co giãn tùy theo độ ẩm, các hiện tượng lún, trượt thường xảy ra Mặt khác điều kiện tải trọng trên mặt (tĩnh và hoạt tải) cũng thay đổi thường xuyên, mực nước ngầm thường xuyên dao động, hiện tượng động đất và các yếu tố lấp đất khi thi công không đúng quy trình

 Rò rỉ do gioăng đệm ở van và ống nối đã bỏ đi

 Nước va: Nước va gây ra bởi tăng áp đột ngột ở các trạm bơm cũng như

sự đóng mở van đột ngột trên tuyến Áp lực va khá lớn làm hư hại ống hay gối đỡ Sự dao động áp lực tạo ứng suất biến dạng lên thành và bộ phận nối ống, bởi vậy khi ống đặt trên nền đá hay bị chặn bởi các gối đỡ, ống dễ bị phá vỡ và tạo nên sự rò rỉ

 Ảnh hưởng của quá trình đô thị hóa và quản lý đô thị: Kết quả của quá

trình đô thị hóa là những diễn biến diễn ra ngoài dự kiến của thời kỳ thiết kế như: tăng mật độ dân số, phát triển không gian, hình thành nhiều khu xây dựng mới, thay đổi mục tiêu sử dụng đất, hình thành nhiều hệ thống kỹ thuật mới, mật độ và số lượng phương tiện giao thông phát triển, thay đổi và mở rộng các tuyến giao thông, hình thành nhiều doanh nghiệp sản xuất hay nhà nhiều, xuất hiện trong thành phố nhiều nhà

có tầng hầm, chất lượng sống của dân đô thị thay đổi, ngày càng sử dụng nhiều dụng

cụ vệ sinh dùng nhiều nước Tất cả những vấn đề trên tạo ra sự quá tải và thất thoát nước đối với hệ thống phân phối Đi kèm những diễn biến trên là sự quản lý quy hoạch

đô thị những năm qua chưa vào nề nếp ổn định, hiệu lực pháp luật chưa cao Vấn đề giao quyền sử dụng đất thành phố chưa hoàn thành Đó cũng là những nguyên nhân ảnh hưởng đến sự tăng trưởng lượng nước thất thoát

 Polyethylene

 uPVC

 HDPE Kết hợp  Thép tráng nhựa PVC cứng

 Thép tráng polyrthylene Nguyên nhân gây ra nhiều rò rỉ tại các tuyến ống dịch vụ là do mạng ống này rất phức tạp với nhiều loại phụ tùng phụ kiện được lắp đặt kèm theo Những phụ kiện đi kèm là các loại nút chặn, đồng hồ…, số lượng các phụ kiện ở đây thậm chí còn nhiều hơn số lượng phụ kiện ở mạng ống truyền tải và phân phối Mặt khác, ống dịch vụ rất phong phú về chủng loại và được lắp đặt ở những môi trường khác nhau

- Các nguyên nhân khách quan gây rò rỉ khác

+ Rò rỉ do các nguyên nhân khách quan do đào đường, đào hè, lắp đặt sửa chữa các tuyến kỹ thuật do chấn động, do tiếng nổ, vỡ; do các công việc trong xây dựng; do tải trong tác dụng lên ống; do ảnh hưởng của quá trình đô thị hóa; do sự quản

lý của nhà nước về quy hoạch và xây dựng đô thị

+ Rò rỉ do vật liệu do lỗi của nhà máy chế tạo, do hư hỏng khi lắp đặt và bảo dưỡng, do chất liệu không phù hợp, do ăn mòn từ bên trong và từ bên ngoài

+ Nguyên nhân về mương đặt ống do lún ống, do chuyển dịch ngang, do sai sót ở lớp đệm, do các kết cấu bảo vệ ống nơi có điều kiện làm việc đặc biệt đôi khi chưa đáp ứng

+ Nguyên nhân do thiết kế, thi công, quản lý:

 Tài liệu làm cơ sở thiết kế chưa sát với thực tế bởi vậy mạng lưới luôn tồn tại mâu thuẫn giữa cung và cầu

 Thiết kế mạng lưới không gắn với công tác quản lý

 Việc tính toán tối ưu hoá mạng lưới còn thiếu các số liệu cần thiết như tình hình đô thị hoá, chiến lược phát triển đô thị và chưa xuất phát từ quan điểm sản xuất nước là sản xuất hàng hoá

 Các giải pháp kỹ thuật để đảm bảo sự hoạt động bình thường của hệ thống chưa đáp ứng được

 Vai trò của thiết kế trong giám sát chất lượng thi công còn hạn chế

 Công tác nghiệm thu đôi khi thiếu khách quan, trách nhiệm bảo hành còn thiếu và chưa được coi trọng

 Duy tu bảo dưỡng kém, thiếu kịp thời và thiếu đồng bộ

b Nguyên nhân bên ngoài

Bảo dưỡng đường ống cấp nước có nghĩa là bảo dưỡng đường ống trong điều kiện bình thường sao cho nó có thể vận chuyển nước với chất lượng, lưu lượng và áp lực mong muốn tới được khu vực cần cung cấp

Trong những năm gần đây, môi trường bên ngoài ngày càng trở nên khắc nghiệt, đối với những đường ống chôn dưới đất dưới sự gia tăng của mật độ giao thông, sự phát triển của ngành xây dựng, và các yếu tố gây ảnh hưởng khác

Ngoài ra môi trường bên ngoài như độ pH, độ ẩm, vi khuẩn, hàm lượng muối, hàm lượng oxy và các thành phần cấu tạo của đất cũng là những tác nhân gây ảnh hưởng đến tuổi thọ đường ống Do đó khi lắp đặt một đường ống cố định, cần xem xét đến các yếu tô môi trường nơi lắp đặt như :

- Độ sâu cần thiết

- Ảnh hưởng của các công trình khác

- Mức độ ăn mòn của môi trường bên ngoài

1.2.1.2 Thất thoát vô hình (thất thoát thương mại)

Thất thoát do quản lý là hình thức nước được sử dụng song công ty Cấp nước không thu được tiền Nước thất thoát do quản lý phân thành 2 dạng:

- Sử dụng bất hợp pháp

+ Đục phá đấu nối trái phép

+ Nước sử dụng không đúng mục đích như tưới vườn, chăn nuôi

+ Kinh doanh không đăng ký: rửa xe, sản xuất hàng của tư nhân như bún, phở,

đá, kem

+ Dùng nước để kinh doanh mà không đăng ký với công ty cấp nước

+ Bơm hút trực tiếp từ đường ống phân phối

- Nước sử dụng mà không thu được tiền

+ Sử dụng ở vòi nước công cộng, trụ cứu hoả

+ Sử dụng nước chảy qua vòi một cách lãng phí chẳng hạn giặt dưới vòi nước chảy

+ Sử dụng quá nhiều so với mức thu

+ Sử dụng bể nước công cộng

+ Đồng hồ đo không chính xác hoặc cố tình làm đồng hồ không chính xác + Thu ngân viên không thu được tiền do không nắm đước chính xác số người dùng nước

1.2.1.3 Những nguyên nhân chính ảnh hưởng đến thất thoát nước do quản lí

- Quá trình đô thị hoá phát triển với tốc độ nhanh, dòng người nhập cư trái phép

về đô thị ngày một đông Vấn đề quản lí chỉ giới quy hoạch chưa triệt để Hành lang pháp lí còn nhiều sơ hở và có nhiều điều luật chưa có hiệu lực trong đời sống xã hội

- Trật tự đô thị còn lộn xộn, tình trạng lấn chiếm vỉ hè, cơi nới trái phép, phát triển các loại hình dịch vụ có sử dụng nước một cách tuỳ tiện

- Do quyền hạn của công ty Cấp nước chỉ quản lý hệ thống bên ngoài vào đến đồng hồ phụ bởi vậy chưa giám sát chất lượng hệ thống bên trong

- Nhiều khu vực, nhiều hộ, áp lực yếu không đặt được đồng hồ, dùng nước theo hình thức khoán Việc khai báo hộ khẩu thường trú hay tạm trú chưa rõ ràng bởi vậy

cán bộ thu ngân không nắm chính xác lượng người sử dụng nước khiến cho thu tiền không sát lượng nước tiêu thụ

- Nhiều hộ sử dụng nước quá nhiều, nguyên nhân do thiết kế bên ngoài và bên trong không đồng bộ Mặt khác theo quy định đồng hồ đặt trong phạm vi bên trong nhà nên nảy sinh tình trạng lấy nước trước đồng hồ

- Nhiều hộ có bể chứa ngầm và chỉnh van để lượng nước vào bể nhỏ hơn lượng nước có thể đo được của đồng hồ

- Bể trong nhà do các hộ tự làm có nhiều loại Sự rò rỉ của nước ra khỏi bể cũng

là một lượng thất thoát, đôi khi đồng hồ không đo được

- Các vòi nước công cộng là nhu cầu có tính xã hội và chính trị, cũng là nơi mà lượng nước thất thoát không được quản lý

- Nhiều hộ tiêu dùng nước chưa đủ điều kiện cấp giấy phép đấu, nối nước (như chưa có giấy tờ hợp lệ về quyền sở hữu hay quyền sử dụng nhà đất), làm cho tình trạng đấu nối trái phép vẫn tồn tại

- Đồng hồ đo nước hiện nay có nhiều chủng loại cũ, mới do các nước sản xuất khác nhau Thất thoát qua đồng hồ là thất thoát do đồng hồ đo chậm hơn thực chảy Kết quả thử nghiệm các loại đồng hồ đời cũ cho thấy sai số có thể lên tới 25%

- Hệ thống thu ngân: Thất thoát do quản lí một phần do hệ thống thu ngân chưa khoa học, các giải pháp kỹ thuật chưa có hiệu quả Hệ thống luật pháp còn tồn tại nhiều vấn đề

Như vậy ta có thể nhận thấy rằng:

- Thất thoát nước là hiện tượng không thể tránh khỏi trong các hệ thống cấp nước

- Trong hệ thống cấp nước, thất thoát nước xảy ra ở mọi hạng mục công trình song chủ yếu là thất thoát ở phần mạng lưới

- Thất thoát ở mạng truyền dẫn tương đối nhỏ mà thất thoát chủ yếu tập trung ở mạng phân phối Vì vậy, cần có những giải pháp thoả đáng hướng về chống thất thoát trong mạng lưới và tập trung vào phần mạng lưới phân phối

- Trong các nguyên nhân dẫn đến thất thoát nước, nguyên nhân do quy hoạch và thiết kế xây dựng góp một phần không nhỏ Bởi vậy nghiên cứu biện pháp chống thất thoát nước trong khâu quy hoạch, thiết kế xây dựng cũng là một mục tiêu bức xúc

1.2.2 Các công nghệ, thiết bị sử dụng trong hệ thống chống thất thoát nước

1.2.2.1 Thiết bị về đo đếm chính xác chống thất thoát nước

a Đồng hồ điện từ ISOMAG đo đếm từ xa không dây GPRS, tích hợp DATALOGGER (hình 1.11)

Đồng hồ tổng công nghệ điện từ đo đọc từ xa lưu lượng và áp lực dùng pin được sản xuất từ ITALIA có rất nhiều tiện ích mà khi sử dụng nó sẽ rất thuận lợi trong quá trình chống thất thoát nước về mặt quản lý áp lực và lưu lượng, cụ thể như :

- Đo đếm chính xác tiêu thụ khách hàng, chống thất thoát nước và thất thu Đo đọc từ xa lưu lượng và áp lực

- Loại 2 mặt bích DN 20-2400 mm, IP68, đo đọc từ xa GPRS, có Datalogger tích hợp bên trong

- Loại insertion dùng cho ống cỡ lớn lên đến 8000 mm

- Công nghệ vượt trội truyền tải dữ liệu không dây GPRS, gửi email trực tiếp vào hộp mail và máy tính người quản lý

- Sử dụng nguồn pin lên đến 10 năm

- Không sử dụng thiết bị ngoại vi đi kèm

- Linh động trong công tác quản lý dữ liệu

Hình 1.11 Đồng hồ điện tử của hãng ISOMAG

b Đồng hồ siêu âm Micronics, Grayline sản xuất từ UK và Canada đo, đọc chính xác, linh động phù hợp mọi ứng dụng (hình 1.12)

- Đồng hồ siêu âm dùng điện, pin dạng cố định hoặc cầm tay đo nước & nước thải

- Thích hợp mọi kích cỡ đường ống gang, nhựa, sợi thuỷ tinh DN15mm-5000mm

- Lắp đặt dễ dàng trên thành ống không cần khoan cắt ống, giá rẻ và hiệu quả cao

- Tăng doanh thu từ khách hàng lớn nhanh nhất

Hình 1.13 Đồng hồ đo đọc từ xa không dây bằng sóng radio của hãng Sappel

1.2.2.2 Công nghệ về dò tìm rò rỉ ống truyền tải và phân phối

a Thiết bị tiền định vị, khoanh vùng điểm bể

Thiết bị tiền định vị, hay còn gọi là giới hạn khoanh vùng rò rỉ Công tác tiến hành đầu tiên để xác định trong vùng khảo sát có rò rỉ trong bán kính khoảng 500m

Các tín hiệu âm thanh phát ra từ điểm rò rỉ sẽ được thiết bị thu vào và lưu trữ, các dữ liệu sẽ được suất ra máy tính và phân tích bằng biểu đồ, khi có dấu hiệu điểm rò rỉ máy

sẽ cho kết quả hiển thị lên màn hình bao gồm số điểm rò rỉ, biểu đồ tần số, thời gian suất hiện

- Thiết bị tiền định vị ORTOMAT WAGAMET Thụy Sĩ (hình 1.14)

+ Chi tiết sản phẩm : Sử dụng công nghệ thu thập tín hiệu âm thanh để xác định và phân vùng điểm bể trên mạng lưới

+ Thiết bị bao gồm:

 10 Sensor

 Bộ phận ghi nhận và phân tích tín hiệu tai nghe

 Dây cáp nối bộ ghi nhận

Hình 1.14 Thiết bị thu thập tín hiệu âm thanh của hãng Ortomat Wagamet

- Thiết bị tiền định vị ZONESCAN 800 GUTERMANN Thụy Sĩ (hình 1.15)

+ Chi tiết sản phẩm: Sử dụng công nghệ thu thập tín hiệu âm thanh để xác định và phân vùng điểm bể trên mạng lưới

Hình 1.15 Thiết bị thu thập tín hiệu âm thanh của Zonescan 800 Gutermann

b Thiết bị tương quan âm dò tìm rò rỉ trên mạng lưới cấp nước

- Thiết bị tương quan âm Log 3000 (hình 1.16)

Hình 1.16 Thiết bị tương quan âm Log 3000

+ Chi tiết sản phẩm: Sử dụng công nghệ tương quan âm để tìm kiếm điểm rò rỉ trên tuyến ống truyền tải

+ Thông số kĩ thuật :

 Bộ truyền tín hiệu:

 Vỏ bọc của thiết bị đúc bằng Aluminum

 Khả năng truyền được max 10mW trong điều kiện cho phép là

434 MHz dải IMS

 Ăngten cố định

 Sensor với chức năng AGC (tự động điều chỉnh)

 Tai nghe cho thiết bị kiểm tra âm thanh.(Tùy chọn)

 Điều chỉnh bộ lọc: Đối với ống thép 300-3000Hz đối với ống nhựa Plastic/PE 1-300Hz

 Sensor kết hợp với bộ xạc điện

 Pin: 6V 0,5 AH lead acid/gel

 Pin bộ kiểm tra: 5,3V +/- 0,1V

 Pin tự động xạc đên giới hạn <150mA

 Thời gian hoạt động liên tục lên đến: 10 giờ

 Nạp điện đầy từ 5-16 giờ

 Phạm vi nhiệt độ: +50 -20 oC

 Thiết bị bảo vệ : cầu chì 5x20 mm 1A

 Thiết bị thu tín hiệu:

 Thiết bị khuyếch đại : 390g

 Trọng lượng Sensor : 630g

 Tổng khối lượng : 4,5 kg

 Chỉ số thiết bị:

 Vỏ đúc bằng aluminium rất bền dùng trong điều kiện khắc nghiệt

 Hai thiết bị thu tín hiệu giống nhau (Đỏ/xanh)

 Jack cắm angten BNC cho angten thu tần số sóng 433 MHz

 Loa kiểm tra, có nút chỉnh để nghe âm thanh thu tại thiết bị thu

“Đỏ/Xanh”

 Pin: 6V 1,2H chì axit/gel

 Pin bộ kiểm tra: 5,3V+1-0,1V

 Pin tự động xạc đến giới hạn <150mA

 Thời gian hoạt động: dùng liên tục trên 15 giờ

 Chức năng lọc âm

 Hoạt động hoàn toàn không phụ thuộc vào tín hiệu tạp âm, nhờ chức năng hiệu chỉnh cực tốt của bộ lọc Dãy tần số: 100Hz - 1200Hz

 Nguồn cung cấp

 Pin tự động tắt sau 1-2 phút hoặc 4 phút

 Thiết bị sử dụng : pin 4x1,5Votl Alkalinebr

 Tai nghe dùng sóng radio : pin 2x1,5Votl Alkline

 Thời gian hoạt động liên tục : 30 tới 40 giờ

- Thiết bị tương quan âm không dây AQUASCAN 610, màn hình phân tích cầm tay (hình 1.17)

Hình 1.17 Thiết bị tương quan âm không dây Aquascan

+ Chi tiết sản phẩm: Sử dụng công nghệ tương quan âm để tìm kiếm điểm rò rỉ trên tuyến ống truyền tải

+ Thông số kĩ thuật:

 Vật liệu ống: tất cả các loại ống cơ bản và tổng hợp

 Mức tương quan âm: 16,000 điểm

 Khoảng cách tương quan: 1 cm đến 100 m

 Phương pháp tương quan: 18-bit biên độ tương quan

 Màn hình hiển thị: màn hình LCD (12 x 9 cm: 4.7" x 3.6")

 Bộ lọc: chế độ tự động hiệu chỉnh, hoặc tùy chỉnh theo tần số

 Tần số tín hiệu: FFT, ASA

 Dải tần số: 1-5000 Hz

 Loại tạp âm : không giới hạn, hiệu chỉnh

 Bộ nhớ: Nhiều hơn 60 điểm tương quan với tất cả giá trị đo lường của tương quan và các hiệu chỉnh

 Thẻ nhớ: Tùy chọn card MMC để tăng dung lượng bộ nhớ kết nối màn hình cầm tay hoặc laptop

 Sensors: Kiểu dáng hiện đại, nhỏ gọn, độ nhạy cao, kết hợp tuyệt vời chức năng thu và phát tín hiệu và đế nam châm dính hút trên thành ống, mũ van transmitter and magnetic fixing

 Độ nhạy: 15 V/g

 Phát tín hiệu: Bluetooth cho headphone và bộ chuyển đổi đến PC

 Nguồn: Bộ tương quan và sensors: Pin 3.7 V Lithium polymer

 Bộ nạp: 1 cổng nạp trên xe và trong nhà

c Thiết bị khuyếch đại âm dò tìm nhanh rò rỉ trên mạng lưới cấp 2,3

- Thiết bị khuếch đại âm Leakpen dạng cây bút và thanh truyền có tai nghe khuyếch đại âm không dây dò tìm nhanh điểm rò rỉ ngầm, đai khởi thủy, điểm đấu nối

Hình 1.18 Thiết bị khuếch đại âm Leakpen

- Thiết bị khuyếch đại âm thông dụng AQUASCOPE 3 (hình 1.19)

Hình 1.19 Thiết bị khuếch đại âm Aquascope 3

+ Chi tiết sản phẩm: sử dụng công nghệ khuyếch đại âm thanh để tìm kiếm điểm rò rỉ trên tuyến ống truyền tải

+ Thông số kĩ thuật:

 Bộ nhớ lưu được 8 kết quả thu nhận

 Màn hình LCD có đèn chiếu lung

 Từ 1 Hz tới 5000 kHz hiệu chỉnh để bắt được mọi dãi tần số

 Bộ pin : 4 pin 1.5 V Alkaline

 Thời gian hoạt động liên tục: 60 giờ

 Hoạt động trong môi trường nhiệt độ -10 đến +55 độ C

 Kích thước sensor : Ø 150 mm x 150 mm (Ø 5.9 x 5.9”), trọng lượng 1.6

 1 Bộ hiển thị có dây đeo

 1 Gậy gắn sensor chống ảnh hưởng của gió

 1 Tai nghe có dây

 1 Giá 3 chân

 3 Que sắt thẳng

 1 dây cáp nối

 1 Tài liệu hướng dẫn sử dụng bằng tiếng Việt

1.2.2.3 Các khó khăn gặp phải trong việc ứng dụng các công nghệ kỹ thuật tại

TP.HCM

Hiện nay, tại Tp HCM thất thoát nước từ mạng lưới cấp nước đang là vấn đề được quan tâm hàng đầu, việc khắc phục rò rỉ từ mạng lưới cấp nước từ đó cũng trở nên cấp thiết hơn

Tuy nhiên, việc áp dụng các công nghệ kỹ thuật chuyên sử dụng cho việc dò tìm phát hiện rò rỉ trên mạng lưới cấp nước tại Tp.HCM hiện nay chưa được rộng rãi

và gặp nhiều bất cập với nhiều lí do:

- Kỹ thuật:

+ Toàn bộ các công nghệ kỹ thuật được nhập từ nước ngoài như: Thụy Sỹ, Italia, Đức…nên việc tiếp cận với công nghệ từ các công ty Cấp nước còn mới lạ, chưa tin tưởng và môt số ít công ty chuyên về các thiết bị này

+ Do các công nghệ kỹ thuật còn mới mẻ nên việc tiếp cận cũng như việc đào tạo hướng dẫn sử dụng các thiết bị còn hạn chế

+ Đội ngũ nhân viên kỹ thuật tuy giỏi về công nghệ tuy nhiên việc tiếp cận các công ty Cấp nước để đào tạo còn gặp nhiều khó khăn

- Nhân lực:

+ Hiện tại, ở Tp.HCM đội ngũ chuyên viên chuyên dò tìm rò rỉ đường ống chỉ

có ở một số ít công ty Cấp nước Tuy nhiên, đội ngũ này thật sự chưa được đào tạo thật tốt về các thiết bị, các công nghệ đang sử dụng nên việc dò tìm rò rỉ trên mạng lưới cấp nước cũng chưa thật sự hiệu quả

+ Việc đào tạo nhân lực sử dụng thành thạo các thiết bị, các công nghệ phục

vụ cho việc dò tìm rò rỉ chống thất thoát nước vẫn còn bỏ ngõ, việc đào tạo cho nguồn nhân lực chỉ là các buổi giới thiệu các thiết bị trong thời gian ngắn chưa đem lại hiệu quả cao

- Nhận thức:

+ Nhận thức của khách hàng về công tác dò tìm rò rỉ chống thất thoát nước chưa cao nên sự hợp tác với các đơn vị cấp nước chưa thật tốt, hơn nưa sự gian lận trong sử dụng nước cũng góp phần làm phức tạp hơn mối quan hệ giữa khách hàng và các đơn vị cấp nước

+ Công việc dò tìm rò rỉ chống thất thoát nước thường được tiến hành vào buổi tối về khuya nên công việc đòi hỏi ở các chuyên viên dò tìm rò rỉ sự kiên trì, chịu khó

1.2.3 Các lý thuyết về phương pháp giảm thiểu thất thoát nước đô thị

Bất cứ một hệ thống cấp nước nào cung có một tỷ lệ thất thoát nhất định, tỷ lệ thất thoát này tùy thuộc vào thực trạng của mạng lưới cấp nước, trình độ kỹ thuật của

hệ thống quản lý, kiểm soát; trình độ xã hội của con người sử dụng nước và trình độ quản lý của đơn vị quản lý hệ thống cấp nước đó

Do vậy, việc nghiên cứu đưa ra phương pháp để giảm thất thoát phù hợp với từng vùng có áp lực khác nhau là rất khó, trên thực tế việc thực hiện nó vô cùng khó khăn

1.2.3.1 Lý thuyết về chống thất thoát nước

a Giảm thất thoát nước do nguyên nhân “quản lý”

Theo kinh nghiệm của nhiều đơn vị đã thực hiện hiệu quả, các hành động chính

có thể vận dụng khi tiến hành giảm thất thoát nước từ các nguyên nhân quản lý là :

- Xóa bỏ chế độ dùng “nước khoán”, lắp toàn bộ đồng hồ đo nước

- Thực hiện tốt việc quản lý, kiểm soát các mạng lưới dùng nước, củng cố dịch

vụ chăm sóc khách hàng, chống đấu nối trái phép…

- Thành lập các đội chống thất thu thất thoát, đảm bảo phát hiện rò rỉ, khác phục

sự cố nhanh nhất, hiệu quả nhất…

- Cải tiến thay thế các thiết bị, có chệ độ quản lý định kỳ thay thế kiểm nghiệm đồng hồ đo nước

- Tăng cường năng lực quản lý, trách nhiệm quản lý gắn liền với tuyên truyền vận động giáo dục cho cộng đồng

- Cải tiến công nghệ, hoàn chỉnh quy trình sản xuất nước sạch, giảm lượng nước dùng cho bản thân trạm xử lý…

Thất thoát nước từ các nguyên “nhân quản lý” tuy là phức tạp vì liên quan đến tất cả các lĩnh vực : kỹ thuật, xã hội, tài chính, thể chế, pháp luật, chính sách… nhưng trong thực tế vẫn sẽ là dễ chống và sẽ đạt được hiệu quả cao hơn là chống rò rỉ trên mạng Với tổ chức tốt, quyết tâm cao và thực hiện đồng bộ nhiều biện pháp, nhiều công ty Cấp nước đã giảm lượng nước thất thoát do nguyên nhân “quản lý” một cách đáng kể, khó khăn chủ yếu của các đơn vị khi giải quyết công việc này chưa đạt yêu cầu vẫn là do không có nguồn kinh phí

b Giảm thất thoát nước do nguyên nhân “kỹ thuật”

Chống rò rỉ trên hệ thống mạng lưới đường ống (chống thất thoát “kỹ thuật”), như mọi người vẫn thường nói, về nguyên lý không phức tạp, đó là:

- Tiến hành phân vùng tách mạng nhằm kiểm soát tốt nhất mạng lưới đường ống

và các hộ tiêu thụ, lắp đặt đủ đồng hồ lưu lượng, đạt tiêu chuẩn và kiểm tra định kỳ

- Thay thế, sửa chữa các ống bị hỏng, bị rò rỉ nước, lắp đặt ống mới và thiết bị cho đồng bộ kỹ thuật…trên mạng lưới

- Đầu tư trang thiết bị phát hiện rò rỉ, thiết bị máy móc và nhân lực phục vụ cho công tác kiểm tra sửa chữa…

Thực tế cho thấy, chống thất thoát do các nguyên nhân “kỹ thuật” - giảm nước

rò rỉ trên hệ thống mạng lưới đường ống là công việc rất khó thực hiện một cách nhanh chóng, hiệu quả… bởi sẽ phải vượt qua rất nhiều những khó khăn về: vốn đầu tư, trong quá trình chuẩn bị đầu tư cũng như khi triển khai thực hiện đã có những trường hợp khó khăn nhiều đến mức tưởng như không thể làm nổi

Về nguyên tắc, việc tiến hành chống rò rỉ nước cho hệ thống mạng lưới đường ống nào đó chúng ta chỉ có thể làm được khi:

- Xác định được vị trí (bản đồ đặt ống), độ sâu, kích thước… của toàn bộ các đường ống, thiết bị, phụ tùng…

- Đánh giá tình trạng chất lượng của các ống và phụ tùng, xác định mức độ rò rỉ, mức độ thất thoát…

- Đề ra các giải pháp hợp lý để khắc phục rò rỉ thất thoát (thay thế, sửa chữa ống

và thiết bị hoặc hủy bỏ)

- Xác định kinh phí để đáp ứng việc thực hiện các giải pháp lựa chọn, thời gian

kế hoạch thực hiện, biện pháp thi công, những liên quan đến việc đền bù giải tỏa mặt bằng…

Đây là việc khó khăn khi hầu như toàn bộ hệ thống mạng lưới đường ống cấp nước luôn nằm sâu dưới đất Khó khăn càng lớn hơn rất nhiều đối với hệ thống cấp nước tại các đô thị lớn có tuổi thọ lâu đời, quá trình phát triển tự phát rất dài qua nhiều giai đoạn, ở đó hệ thống đường ống không được phân vùng rõ, không có ranh giới, có khi vừa là ống truyền tải vừa phân phối Không có bản đồ lưu giữ các vị trí ống, không có hồ sơ theo dõi quản lý của các tuyến ống (đường kính, độ sâu, vật liệu ống, năm xây dựng ), hầu hết nằm trong đô thị chật hẹp, phần lớn bị nhà cửa, công trình đè lên trên hoặc nằm sâu giữa lòng đường Rõ ràng là chống rò rỉ trên hệ thống mạng lưới đường ống là một việc quá khó đối với các hệ thống không có “hồ sơ”, đó

là tình trạng chung của phần lớn các đô thị ở Việt Nam

Chống rò rỉ trên hệ thống mạng lưới đường ống là công việc đòi hỏi phải có đủ kinh phí để có thể biến các kế hoạch thành thực tế Kinh phí cho công việc xây lắp, kinh phí cho điều tra khảo sát hiện trạng (cho hệ thống mạng lưới không “hồ sơ”), kinh phí Tư vấn nghiên cứu lập dự án xây dựng các phương án đầu tư, thiết kế chi tiết