Hướng dẫn Kỹ thuật thu gom và sử dụng nước mưa ở vùng Đồng bằng Sông Cửu Long

Khảo sát chất lượng nước mưa ngoài trời ở các điểm có chất lượng không khí khác nhau;Khảo sát chất lượng nước mưa vào các thời điểm khác nhau của mùa mưa đầu mùa, giữa mùa và cuối mùa; K

HƯỚNG DẪN KỸ THUẬT THU GOM

VÀ SỬ DỤNG NƯỚC MƯA

Ở vùng Đồng bằng Sông Cửu Long

Rainwater Harvesting Guidebook for the Mekong Delta

Máng xối Mái nhà

Lược rác

Bể chứa nước mưa nước mưa Xử lý

Cách trích dẫn tài liệu này:

Trường Đại học Cần Thơ (2014) Hướng dẫn Kỹ thuật thu gom và sử dụng nước mưa ở vùng Đồng bằng Sông Cửu Long (Rainwater Harvesting Guidebook for the Mekong Delta), Khoa Môi trường và Tài nguyên Thiên nhiên và Viện Nghiên cứu Biến đổi Khí hậu (DRAGON Institute – Mekong), Trường Đại học Cần Thơ

Tác giả: Nguyễn Hiếu Trung (Chủ biên), Đinh Diệp Anh Tuấn, Nguyễn Xuân Hoàng, Lê Quang Trí, Nguyễn

Nguyên Minh

Cơ quan đóng góp:

Tài liệu “Hướng dẫn Kỹ thuật thu gom và sử dụng nước mưa ở vùng Đồng bằng sông Cửu Long” được thực hiện bởi Khoa Môi trường và Tài nguyên Thiên nhiên và Viện Nghiên cứu Biến đổi Khí hậu, Trường ĐH Cần Thơ, dưới sự hỗ trợ của Cơ quan nghiên cứu khoa học và công nghiệp Úc (CSIRO)

Lời cảm tạ

Tài liệu Hướng dẫn này là một sản phẩm của dự án “Thích Nghi Biến Đổi Khí Hậu thông qua Phát Triển Bền Vững - Thí Điểm Nghiên Cứu Hệ Thống và Môi Trường Nước Thành Phố Cần Thơ, Việt Nam”, được tài trợ bởi Liên Minh Nghiên Cứu cho Phát Triển DFAT-CSIRO (DFAT-CSIRO RfD Alliance) và Chương trình nghiên cứu Thích Nghi Khí Hậu của CSIRO (Climate Adaptation Flagship) từ năm 2010 - 2014 Chúng tôi chân thành cảm ơn sự hỗ trợ của các nhà khoa học của CSIRO gồm ông Stephen Cook và ông Luis Neumann trong việc nghiên cứu đề tài thu gom, xử lý và sử dụng nước mưa Ngoài ra, chúng tôi cũng xin chân thành cảm ơn các ý kiến đóng góp của PGS TS Lê Anh Tuấn - Viện Nghiên cứu Biến đổi khí hậu, Trường ĐHCT và ông Kỷ Quang Vinh - Văn phòng Công tác Biến đổi khí hậu TP Cần Thơ cho Tài liệu này

Chú ý:

Hướng dẫn này dựa trên kết quả nghiên cứu khoa học và thí điểm thực tế thực hiện trong khuôn khổ của

dự án “Thích Nghi Biến Đổi Khí Hậu thông qua Phát Triển Bền Vững - Thí Điểm Nghiên Cứu Hệ Thống và Môi Trường Nước Thành Phố Cần Thơ, Việt Nam” Người sử dụng thông tin và kiến thức trong tài liệu Hướng dẫn này phải có trách nhiệm xem xét và áp dụng sao cho phù hợp với mục đích mong muốn và điều kiện cụ thể của mình Nhóm nghiên cứu (gồm CSIRO và Đại học Cần Thơ) và cơ quan tài trợ (CSIRO và DFAT, Úc) hoàn toàn không chịu trách nhiệm về bất cứ tổn hao, thiệt hại và các hậu quả phát sinh trực tiếp hoặc gián tiếp từ việc áp dụng Hướng dẫn này trong thực tế để thu gom và sử dụng nước mưa

Nghiêm cấm in ấn hoặc nhân bản bất kỳ phần nào của tài liệu dưới mọi hình thức khi chưa được sự đồng

ý của Trường Đại học Cần Thơ

Địa chỉ liên lạc:

ThS Đinh Diệp Anh Tuấn

Viện Nghiên cứu Biến đổi Khí hậu, Trường ĐH Cần Thơ

Dự án nghiên cứu “Thích Nghi Biến Đổi Khí Hậu thông qua Phát Triển Bền Vững - Thí Điểm Nghiên Cứu Hệ Thống và Môi Trường Nước Thành Phố Cần Thơ, Việt Nam” (2010 – 2014) đã ứng dụng phương pháp tiên tiến Quản lý hệ thống nước đô thị tích hợp để cải thiện hệ thống và môi trường nước, qua đó tăng cường khả năng thích nghi với biến đổi khí hậu Dự án được triển khai thí điểm tại TP Cần Thơ, Việt Nam, kết quả của dự án đã cung cấp các kiến thức quan trọng về những thách thức và các giải pháp để Thành phố phát triển bền vững trong tương lai

Một trong những kết quả quan trọng của Dự án là nghiên cứu thu gom và sử dụng nước mưa, đã được các

cơ quan liên quan của TP Cần Thơ đánh giá là nguồn bổ sung thích hợp trong điều kiện nguồn tài nguyên nước suy giảm về chất và lượng dưới tác động của biến đổi khí hậu Kết quả điều tra cộng đồng cho thấy người dân ở Cần Thơ nhận định rằng nước mưa là nguồn nước có chất lượng tốt Tuy nhiên, chưa có minh chứng khoa học rõ ràng về chất lượng của nước mưa cũng như thiếu tài liệu kỹ thuật hướng dẫn khai thác

và sử dụng hiệu quả nguồn nước này Nước mưa khi được thu gom và xử lý đúng cách không những là nguồn cung cấp nước chính cho các khu vực chưa tiếp cận được với nước sạch mà còn là nguồn nước bổ sung hiệu quả tại các khu vực đã có đường ống cấp nước

Nhóm nghiên cứu của Trường Đại học Cần Thơ, với sự hỗ trợ của Tổ chức CSIRO, Úc, đã thực hiện các nghiên cứu chuyên sâu về kỹ thuật thu gom, quản lý và sử dụng nước mưa và các tác nhân gây ảnh hưởng đến chất lượng nước mưa Bên cạnh đó, cách tiếp cận phân tích chi phí - lợi ích của bể chứa nước mưa cùng với các mô hình thí điểm thu gom và sử dụng nước mưa đã được triển khai như những ví dụ điển hình cho các ứng dụng cụ thể của người dân

Tài liệu “Hướng dẫn kỹ thuật thu gom và sử dụng nước mưa“ này được thực hiện dựa trên những kết quả

nghiên cứu thực tiễn tại Cần Thơ kết hợp kinh nghiệm thực tế trong thu gom và sử dụng nước mưa tại Úc nhằm điều chỉnh phù hợp với điều kiện ứng dụng của vùng ĐBSCL Các nội dung cụ thể sẽ được trình bày chi tiết ở từng chương của quyển Hướng dẫn này, bao gồm 4 chương và 4 phụ lục:

- Chương 1: "Chất lượng nước mưa": giới thiệu về chất lượng nước mưa, các tiêu chí đánh giá và các lưu ý

- Chương 2: "Sử dụng nước mưa": Mục đích sử dụng và nhu cầu sử dụng

- Chương 3: "Hướng dẫn kỹ thuật thu gom và xử lý nước mưa": giới thiệu các hệ thống thu gom nước mưa, cách xác định thể tích bể chứa và các giải pháp xử lý nước

- Chương 4: "Quản lý, vận hành và bảo dưỡng": giới thiệu các giải pháp quản lý chất lượng nước, vận hành và bảo dưỡng hệ thống

- Phần Phụ lục: các mô hình thí điểm, ứng dụng thực tiễn, các công thức tính toán, bảng tham khảo kết quả phân tích chất lượng nước mưa thu trực tiếp

Nhóm Nghiên cứu và Biên soạn hy vọng tài liệu hướng dẫn này sẽ hữu dụng cho cán bộ kỹ thuật và các hộ gia đình trong việc thu gom và sử dụng nước mưa một cách hiệu quả, góp phần bảo vệ nguồn tài nguyên nước, cải thiện dân sinh và sức khỏe cộng đồng của vùng Đồng bằng sông Cửu Long

Nhóm Biên soạn

Lời nói đầu

LỜI NÓI ĐẦU

CHƯƠNG 1: CHẤT LƯỢNG NƯỚC MƯA 5

1.1 Giới thiệu 6

1.2 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước mưa 6

1.3 Chất lượng nước mưa 7

CHƯƠNG 2: SỬ DỤNG NƯỚC MƯA 11

2.1 Mục đích sử dụng nước mưa 12

2.2 Nhu cầu sử dụng nước mưa 12

CHƯƠNG 3: HƯỚNG DẪN KỸ THUẬT THU GOM VÀ XỬ LÝ NƯỚC MƯA 13

3.1 Giới thiệu hệ thống thu gom nước mưa 14

3.2 Thiết kế bể chứa và các vật liệu sử dụng 15

3.3 Xác định thể tích bể chứa nước mưa 17

3.4 Các giải pháp xử lý nước mưa 24

CHƯƠNG 4: QUẢN LÝ, VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG 31

PHỤ LỤC 34

PHỤ LỤC 1 CÁC MÔ HÌNH THÍ ĐIỂM VÀ ỨNG DỤNG THỰC TIỄN 35

PHỤ LỤC 2 CÁC DỮ LIỆU CẦN THU THẬP VÀ CÔNG THỨC CÂN BẰNG NƯỚC TRONG BỂ CHỨA 40

PHỤ LỤC 3 CHẤT LƯỢNG NƯỚC MƯA THU TRỰC TIẾP 41

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Mục lục

Chương 1

Chất lượng nước mưa

Khảo sát chất lượng nước mưa ngoài trời ở các điểm có chất lượng không khí khác nhau;

Khảo sát chất lượng nước mưa vào các thời điểm khác nhau của mùa mưa (đầu mùa, giữa mùa

và cuối mùa);

Kiểm tra chất lượng nước mưa thu gom từ nhiều loại mái nhà;

Đánh giá chất lượng nước ở đầu trận mưa;

Kiểm tra chất lượng nước mưa trong các dụng cụ chứa nhằm đánh giá diễn biến chất lượng nước trong quá trình chứa và sử dụng

Kết quả khảo sát chất lượng nước mưa tại TP Cần Thơ cho thấy, nước mưa không bị ô nhiễm bởi các chỉ tiêu kim loại nặng, chất hữu cơ đa vòng, chất phóng xạ (α, β); mà thường bị nhiễm bẩn bởi các chỉ tiêu vi sinh (coliforms), hàm lượng chất rắn, độ đục là chủ yếu Các số liệu khảo sát cũng chỉ ra rằng, nước mưa thu gom từ mái nhà dễ bị ô nhiễm bởi chỉ tiêu vi sinh và chất rắn (bụi, cặn), đặc biệt nước mưa thu từ mái Fibro-xi măng và mái lá thường đục và có màu Hàm lượng nhiễm bẩn này cũng tích tụ theo thời gian trên mái nhà, trong không khí làm cho chất lượng nước của các trận mưa đầu mùa có chất lượng không tốt Thêm vào đó, kết quả khảo sát của dự án cũng cho thấy chất lượng nước mưa suy giảm dần theo thời gian chứa và sử dụng Các nguyên nhân gây ô nhiễm nước mưa có thể đến từ việc không đậy nắp các dụng cụ chứa nước, lấy nước sử dụng bằng các dụng cụ múc (gàu, ca, thau ) Do đó, các khuyến cáo về việc vệ sinh, lấy nước sử dụng là thực sự cần thiết để bảo quản chất lượng nước mưa trong quá trình chứa Tóm lại, nước mưa có thể được sử dụng như một nguồn nước thay thế và có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau tùy vào chất lượng nước, nhằm góp phần tiết kiệm chi phí khai thác và xử lý nước, cũng như đảm bảo nguồn cấp nước bền vững trước bối cảnh thích ứng trong tương lai

1.2 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước mưa

Khi đề cập đến chất lượng nước mưa, người sử dụng thường lo ngại nước mưa bị ảnh hưởng bởi các chất

ô nhiễm phát sinh do hoạt động giao thông, khói thải công nghiệp và cả các chất phóng xạ,… Do đó, để đánh giá chất lượng nước mưa cần thực hiện phân tích chuyên môn về các chỉ tiêu chất lượng nước, trong

đó màu, mùi vị, là những chỉ tiêu được người sử dụng tự quan sát và theo dõi, các chất ô nhiễm khác cần căn cứ vào kết quả phân tích chuyên môn

Căn cứ theo Quy chuẩn Việt Nam về chất lượng nước dùng cho ăn uống và sinh hoạt (QCVN 01/2009-BYT), một số các chỉ tiêu ô nhiễm đặc trưng sau cần được phân tích và đề cập khi xét đến chất lượng nước

Hình 1 Một số chỉ tiêu phân tích chất lượng nước mưa1.3 Chất lượng nước mưa

1.3.1 Chất lượng nước mưa thu trực tiếp

Chất lượng nước mưa thu gom từ các loại mái nhà và trong các thiết bị chứa sẽ có ảnh hưởng trực tiếp đến việc sử dụng nước mưa, tuy nhiên để đánh giá chính xác chất lượng nước mưa, chúng ta cần xét xem bản thân nước mưa thu trực tiếp ngoài trời có bị ảnh hưởng bởi các chất ô nhiễm trong môi trường không khí hay chưa

Theo kết quả đánh giá chất lượng nước mưa thu trực tiếp ngoài trời tại TP Cần Thơ, được thực hiện từ năm 2011 – 2013 cho thấy chất lượng nước mưa thu được tương đối ổn định và khá tốt, mặc dù TP Cần Thơ là đô thị có nhiều hoạt động xây dựng, sản xuất công nghiệp và giao thông Đa số các chỉ tiêu chất lượng nước mưa đều đạt yêu cầu chất lượng nước dùng cho sinh hoạt và ăn uống; ngoại trừ độ đục, và chỉ tiêu vi sinh (coliforms) Chất lượng nước mưa thu trực tiếp ngoài trời được tóm tắt trong Bảng 1 (kết quả chi tiết xem Phụ lục 4)

Ngoài ra, qua kết quả đánh giá chất lượng nước mưa đầu mùa được thực hiện trong năm 2013, cho thấy nước mưa của 4-6 trận đầu mùa có chất lượng kém hơn so nước mưa ở giữa mùa

1.3.2 Chất lượng nước mưa thu qua mái nhà

Mặc dù nước mưa thu trực tiếp có chất lượng khá tốt như đề cập ở trên, nhưng khi nước mưa qua mái nhà thường bị nhiễm bẩn, chủ yếu là các chỉ tiêu độ đục, chất rắn lơ lửng, chất rắn hòa tan và vi sinh vật Các nguyên nhân gây nhiễm bẩn này có thể kể đến như bụi, rong rêu, phân mèo, phân chim,… từ mái nhà hay máng xối Một số lưu ý về chất lượng nước mưa thu từ các loại mái nhà được trình bày ở Bảng 2

Tổng Coliform,

Ecoli, Campylobacter, Salmonella

Tổng chất hữu cơ,

Di (2 etylthexyl) phtalat, Poly-Aromatic Hydrocarbons (PAHs),

α, β

Bảng 1 Kết quả phân tích chất lượng nước mưa thu trực tiếp ngoài trời

Bảng 2 Một số lưu ý về chất lượng nước mưa thu từ các loại mái nhà

Thông số Đơn vị Kết quả Chất lượng nước mưa so với

2,86

3,94 2,11

0,08 0,01 0,1

Đạt Đạt

Kim loại nặng: As, Cr, Cu,

Nhóm kim loại nặng: Pb,

Tổng chất hữu cơ, Benzen,

Lưu ý: không thu gom nước mưa từ mái fibro-ximăng để sử dụng cho ăn uống

Mái lá (dừa nước, cọ… )

Dễ bám bụi, cặn; có thể có phân mèo, phân chim, thằn lằn Nướ c mưa thu đươ ̣c thươ ̀ng có màu ( vàng ) ơ ̉ trậ n mưa

và độ màu tăng theo độ tuổi của mái lá

Mái lá cũ thườ ng có nhiều chất nhiễm bẩn đặ c biệ t là cá c vi sinh vâ ̣t Ngoà i ra , ma ́i lá cũ thươ ̀ng bị phân hủy gây ả nh hươ ̉ng đê ́n châ ́t lượ ng nướ c mưa

Lưu ý: không thu gom nước mưa từ mái lá cũ (trên 1 năm tuổi) để sử dụng cho ăn uống

1.3.3 Một số lưu ý khi sử dụng nước mưa

Khi sử dụng nước mưa, nhiều chất gây nhiễm bẩn có thể phát sinh trong quá trình thu gom và chứa nước, do đó việc thực hiện một số lưu ý trong quá trình sử dụng nước mưa sẽ hạn chế được các nguyên nhân gây ảnh hưởng đến chất lượng nước mưa, nhằm cải thiện và đảm bảo chất lượng nước mưa cho các mục đích sử dụng Bảng tổng hợp sau đây là một ghi nhận và các lưu ý khi sử dụng nước mưa

Bảng 3 Các tác nhân gây nhiễm và các lưu ý khi sử dụng nước mưa

Mái tôn

Nước mưa có thể bị ảnh hưởng bởi phân mèo, phân chuột, phân chim, phân thằn lằn và sự rỉ sét (của mái nhà, ốc vít), cao su đệm bị lão hóa

Mái tôn mới, nước mưa thu được có ít bụi, cặn hơn so với các loại mái nhà khác Tuy nhiên mái tôn đã cũ, nước mưa thu được có thể chứa các chỉ tiêu kim loại, đặc biệt là sắt, kẽm

Mái ngó i

Dễ bám bụi, cặn; có thể có phân mèo, phân chim, thằn lằn Mái ngói dễ bị bám bụi, cặn, xác côn trùng, phân thằn lằn

và rất dễ bị đóng rêu, cây con mọc

Nước mưa thu từ mái ngói cũ hoặc mái nhà không được vệ sinh thường xuyên sẽ có nhiều cặn và hàm lượng độ đục, chất rắn lơ lửng, chất rắn hòa tan, vi sinh vật cao

TT gây ô nhi Các tác nhân ễ m Nguồn gốc Các lưu ý trong sử dụng

1 Chất ô nhiễm có

trong không khí - Khói bụi giao thông (NOPb, bụi, màu, ) x, SOx, - Không nên sử dụng nước ở đầu mùa

mưa (4-6 trận mưa đầu mùa)

- Loại bỏ nước đầu trận mưa

- Khói bụi từ công trình xây dựng (bụi, Pb, )

- Khói thải khu công nghiệp (NO x , SO x , kim loại nặng, chất hữu cơ, màu, )

- Không nên sử dụng nước ở đầu mùa mưa (4-6 trận mưa đầu mùa)

- Loại bỏ nước đầu trận mưa

- Thường xuyên theo dõi và quan trắc chất lượng nước mưa (nếu có thể)

- Hạn chế thu nước mưa để sử dụng cho ăn uống

- Các loại thuốc bảo vệ thực vật phun xịt gần nhà - Không nên sử dụng nước ở đầu mùa

mưa (4-6 trận mưa đầu mùa)

- Tránh phun xịt thuốc bảo vệ thực vật gần mái nhà

- Không thu gom nước mưa sau khi phun xịt thuốc bảo vệ thực vật

- Loại bỏ nước đầu trận mưa

- Hạn chế thu nước mưa để sử dụng cho ăn uống

TT Các tác nhân gây ô nhiễm Nguồn gốc Các lưu ý trong sử dụng

2 Chất nhiễm bẩn trên

mái nhà Bụi, phân chim, chuột, mèo, thằn lằn xác côn trùng, rong

rêu, mảnh vụn bong tróc,

(cặn lắng, độ đục, màu, vi sinh vật gây bệnh )

- Vệ sinh mái nhà sau khi có trận mưa đầu tiên

- Hạn chế không cho các động vật trú ngụ trên mái nhà

- Lắp đặt thiết bị lược rác

- Loại bỏ nước đầu trận mưa

- Xử lý nước mưa khi sử dụng cho ăn uống

3 Chất nhiễm bẩn từ

vật liệu làm mái nhà

(mái lá, mái

fibro-ximăng, mái tole, mái

ngói) và máng xối

Mangan, kẽm, sắt (từ tole kẽm), sắt (tole thiếc) Đây là các kim loại nặng do mái nhà

cũ bị rỉ sét và bong tróc

Mái lá phân hủy sẽ làm nước mưa có màu Bề mặt mái lá dễ bám bụi, vi sinh vật

Mái fibro-ximăng cũ, có bề mặt nhám, dễ bám bụi, vi sinh vật gây bệnh và dễ bong tróc

- Làm vệ sinh mái nhà (tole, ngói) trước khi hứng nước

- Thay các mái tôn, máng xối thiếc đã

cũ và bị rỉ sét

- Khuyến cáo không thu nước mưa từ mái fibro-ximăng và mái lá cũ để sử dụng cho ăn uống

5 Thiết bị chứa (lu,

khạp, kiệu, bể) Các chất nhiễm bẩn từ mái nhà, máng xối hay đường ống

đi vào bể chứa

Côn trùng và muỗi sinh sôi (lăng quăng)

Trẻ em và vật nuôi chui vào bể chứa

Chất ô nhiễm đi vào bể chứa khi múc nước sử dụng

- Vệ sinh bể chứa vào đầu và cuối mùa mưa, đặc biệt là trước mùa mưa cần vệ sinh kỹ

- Che đậy cẩn thận và lắp đặt lưới lọc (mắc lưới < 1mm) ở vị trí nước vào

và chảy tràn của bể chứa

- Xây dựng hàng rào để tránh vật nuôi chui vào bể chứa

- Lấy nước sử dụng bằng vòi

- Không đặt bể chứa gần khu vực bị nhiễm bẩn

Chương 2

Sử dụng nước mưa

2.1 Mục đích sử dụng nước mưa

Nước mưa có thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, tùy theo yêu cầu sử dụng nước của mỗi gia đình cũng như các điều kiện đặc trưng của từng khu vực (đô thị, ven đô hoặc nông thôn) Mục đích sử dụng nước mưa có thể được phân thành 2 nhóm mục đích sử dụng nước chính như sau:

1 Các mục đích sử dụng không yêu cầu chất lượng nước cao: tưới cây, xối rửa (ví dụ như xối rửa nhà vệ sinh, rửa sân, rửa đường),

Tại các khu vực có đường ống cấp nước sạch, việc sử dụng nước đường ống cho các mục đích không yêu cầu chất lượng cao sẽ gây lãng phí về tài nguyên và kinh tế, do đó nước mưa sẽ là nguồn nước bổ sung phù hợp và tiết kiệm Vì nước mưa thường rất trong và tương đối sạch nên chúng ta chỉ cần loại bỏ rác, lá cây và các tạp chất có kích thước lớn là có thể sử dụng nước mưa cho các mục đích sử dụng này (xem Chương 3, Kỹ thuật thu gom và xử lý nước mưa).Đối với các công trình công cộng (cơ quan, trường học, bến xe, ) việc sử dụng nước chủ yếu

để xối rửa (nhà vệ sinh, rửa sân, ) và tưới cây Do đó, nước mưa sẽ rất phù hợp và hiệu quả cho các đối tượng sử dụng nước này

2 Các mục đích sử dụng yêu cầu chất lượng nước cao: uống, nấu ăn, rửa rau, rửa chén

Tại các khu vực chưa có đường ống cấp nước sạch, nước mưa là nguồn nước cần được xem xét lựa chọn để sử dụng cho các mục đích này, vì bản chất nước mưa tương đối sạch, ít bị ảnh hưởng bởi các tác nhân gây ô nhiễm hơn so với nước mặt và nước ngầm, do đó việc xử lý nước mưa sẽ đơn giản và ít tốn kém hơn so với các nguồn nước trên (xem Phần 3, Kỹ thuật thu gom và xử lý nước mưa)

Hình 2 Sơ đồ hệ thống thu gom nước mưa cho các mục đích sử dụng2.2 Nhu cầu sử dụng nước mưa

Nhu cầu sử dụng nước mưa là tổng lượng nước mưa cần thiết để đáp ứng cho các mục đích sử dụng nước mưa khác nhau (như: xối rửa, ăn uống) Ví dụ, một hộ gia đình thường sử dụng khoảng 40 lít/ngày cho các mục đích ăn uống, rửa rau củ quả, nấu ăn, trong đó từ 6 – 8 lít/ngày là để ăn uống Vậy nếu hộ này muốn thu gom và sử dụng nước mưa chỉ cho mục đích ăn uống thì nhu cầu sử dụng nước mưa của hộ gia đình

sẽ bằng 6 – 8 lít/ngày

Máng xối Mái nhà

Lược rác

Bể chứa nước mưa nước mưa Xử lý

Chương 3

Hướng dẫn kỹ thuật thu gom

và xử lý nước mưa

3.1 Giới thiệu hệ thống thu gom nước mưa

- Hệ thống thu gom nước mưa có thể được phân loại theo: qui mô công trình hoặc mục đích sử dụng nước (yêu cầu chất lượng nước), cụ thể như sau:

Theo qui mô công trình, hệ thống thu gom nước mưa thường gồm 2 loại:

Hệ thống thu gom nước mưa hộ gia đình (nhỏ)

Hệ thống thu gom nước mưa cho các công trình công cộng, nhà máy, xí nghiệp (lớn)

Theo yêu cầu chất lượng nước sử dụng có thể chia làm 2 loại (Hình 3):

Yêu cầu chất lượng nước cao (dùng cho ăn uống và sinh hoạt)

Yêu cầu chất lượng nước không cao (dùng cho xối rửa, tưới cây,… )

b Yêu cầu chất lượng cao

Hình 3 Sơ đồ hệ thống thu gom nước mưa theo yêu cầu chất lượng nước

- Nhìn chung, hệ thống thu gom nước mưa đầy đủ thường bao gồm các công đoạn: thu nước mưa (mái nhà, máng xối), truyền dẫn nước mưa (hệ thống ống) làm sạch nước mưa (thiết bị bỏ nước đầu trận mưa, lưới lược… ), chứa nước mưa (bể chứa, lu kiệu… ), xử lý nước mưa (lọc, khử trùng)

1

1

2

2 3

3 MÁI NHÀ

NƯỚC XẢ BỎ

SỬ DỤNG CHO XỐI RỬA

THIẾT BỊ LOẠI BỎ NƯỚC ĐẦU TRẬN MƯA THIẾT BỊ LỌC NƯỚC

BỂ CHỨA NƯỚC MƯA (NHỰA, INOX, SÀNH SỨ ) ĐUN SÔI MÁNG XỐI

5

5

1 2

3 4

4

3 MÁI NHÀ

NƯỚC XẢ BỎ

SỬ DỤNG CHO

ĂN UỐNG

SỬ DỤNG CHO SINH HOẠT

Hình 4 Sơ đồ qui trình của hệ thống thu gom và xử lý nước mưa 3.2 Thiết kế bể chứa và các vật liệu sử dụng

Các vật liệu phổ biến được sử dụng để chứa nước mưa gồm: bể nhựa, composite, xi măng, gạch xây và thép không rỉ (inox) Các loại bể chứa được lựa chọn dựa theo:

• Chi phí;

• Thể tích cần thiết;

• Thuận tiện vệ sinh và ngăn ngừa các chất bẩn;

• Yếu tố không gian và thẩm mỹ; và

• Độ bền của vật liệu.

Các kiệu (lu) chứa nước mưa bằng sành sứ hoặc bằng xi măng rất phổ biến ở vùng ĐBSCL, Việt Nam Các kiệu và lu chứa này thường có thể tích khoảng 250 lít đến 1,3 m3 và thường được để hở bên trên Do đó, nước mưa thường bị nhiễm bẩn nếu không được đậy nắp kín Ngoài ra, việc múc (bằng gàu, ca,… ) nước sử dụng từ các kiệu và lu chứa cũng là nguyên nhân thường gây ảnh hưởng đến chất lượng nước mưa

Thép không rỉ (inox) cũng là một loại vật liệu phổ biến được sử dụng để làm bể chứa nước Tuy nhiên giá thành thường cao hơn so với các loại bể chứa khác

Các bể chứa bằng nhựa thường được bán trên thị trường, với kích thước và màu sắc sẵn có và đa dạng Các bể chứa bằng nhựa thường có độ dẻo dai, bền và nhẹ Ngoài ra, bể nước làm bằng vật liệu mới (composite) cũng được sử dụng rộng rãi vào thời điểm hiện nay Loại bể chứa này có ưu điểm không bị ăn mòn, hợp vệ sinh và có đặc tính nhẹ và độ bền cao.

Các hồ chứa nước mưa bằng gạch xây hoặc bê tông cốt thép thường được xây dựng với thể tích lớn và chứa được một lượng nước mưa đủ lớn để sử dụng trong thời gian dài Tuy nhiên, các hồ chứa này thường đặt cố định và khó vệ sinh hơn so với các loại bể chứa khác.

Hình 5 Một số dụng cụ chứa nước phổ biến ở vùng ĐBSCL

Hiện nay, một số người sử dụng chưa có thói quen đậy kín bể chứa nước mưa, điều này đã tạo điều kiện cho bụi, ánh sáng, muỗi (đặc biệt muỗi vằn gây bệnh sốt xuất huyết) và các loài vật có thể đi vào bể chứa, gây ảnh hưởng đến chất lượng nước mưa Do đó các bể chứa nước mưa cần được thiết kế kín để ngăn các nguyên nhân gây ô nhiễm này và đảm bảo chất lượng nước mưa cho sử dụng Các điểm lấy nước của bể chứa nước mưa cần được đóng kín sau khi sử dụng Tại vị trí nước vào và nước chảy tràn của bể chứa nên

có một tấm lưới lọc để ngăn các chất bẩn cũng như muỗi và các loại côn trùng khác không vào được bể chứa (Hình 6)

Phía trên của bể chứa nên được đậy kín bằng nắp để tránh trẻ em hoặc vật nuôi chui vào trong bể Chỉ được vào bể trong trường hợp làm vệ sinh bể chứa Các bể nên đặt trên mặt đất để tránh nước mưa chảy tràn hoặc nước ngầm đi vào bể chứa, vì các loại nước này thường có hàm lượng chất ô nhiễm cao hơn so với nước mưa thu từ mái nhà

Hình 6 Lưới lọc tại vị trí nước vào và chảy tràn của bể chứa nước mưa

Vào các năm gần đây, các loại bể chứa mới đã được phát triển, với mục đích chứa đủ lượng nước mưa để

sử dụng trong điều kiện không gian chứa bị hạn chế Các bể chứa này có hình dạng như một bức tường hoặc sử dụng một túi chứa Túi chứa có thể được lắp đặt linh hoạt bằng giá đỡ hoặc lắp đặt dưới các tầng hầm (thông thường chiều cao của túi < 750mm) Các túi chứa thường khó lắp đặt hơn so với bể chứa, nhưng rất phù hợp cho các căn nhà có diện tích nhỏ Tuy nhiên cần phải lưu ý về độ bền của các túi chứa

Kiệu chứa nước

Bể chứa nước bằng bê tông Bể chứa nước bằng inox Bể chứa nước bằng nhựa

Lu chứa nước Ống chứa nước bằng bê tông

Nước mưa vào

bể chứa Lưới lọc nước mưa Ống chảy tràn

Hình 7 Một số kiểu chứa nước mưa và cách bố trí 3.3 Xác định thể tích bể chứa nước mưa

Bể chứa nước mưa có thể tích lớn có thể đáp ứng nhu cầu sử dụng nước trong một khoảng thời gian dài không có mưa, tuy nhiên chúng thường chiếm nhiều không gian lắp đặt và chi phí đầu tư cao, do đó việc xác định thể tích bể chứa nước mưa phù hợp là một trong những yếu tố quan trọng, quyết định hiệu quả kinh tế khi thực hiện thu gom và sử dụng nước mưa

3.3.1 Các thông số để xác định thể tích bể chứa nước mưa

Để thực hiện xác định thể tích bể chứa nước mưa, người sử dụng cần xem xét đến các yếu tố sau:

1 Lượng mưa, thời gian giữa hai trận mưa, và tổng lượng mưa trong khu vực

2 Diện tích mái nhà thu nước mưa

3 Nhu cầu và mục đích sử dụng - Lượng nước cần cung cấp để đáp ứng nhu cầu

4 Không gian lắp đặt (vị trí, diện tích và chiều cao bể chứa nước mưa)

Tùy theo điều kiện thực tế và nhu cầu sử dụng nước của hộ gia đình, chúng ta sẽ lựa chọn bể chứa nước mưa có thể tích phù hợp

3.3.2 Xác định diện tích mái nhà thu nước mưa

Diện tích mái nhà thu nước mưa là phần diện tích mái nhà được kết nối với các máng xối Do đó chiều dài của máng xối cần được xác định để thực hiện tính toán diện tích mái thu nước mưa (Hình 8)

1 Nguồn : http://img.archiexpo.com/images_ae/photo-g/rainwater-tanks-overground-2548-3594595.jpg

2 Nguồn : http://fyi.uwex.edu/rainbarrels/files/2012/06/P1010152.jpg

chứa nước mưa(2)

Bể chứa nước mưa kết hợptrang trí nhà(1)

Túi chứa nước mưa

đặt dưới ao Bể chứa nước mưa dạng vạch đứng(3) Túi chứa nước mưa (dạng nằm)

Diện tích mái nhà thu nước mưa được xác định theo các công thức tính toán diện tích Ví dụ sau sẽ minh họa phương pháp tính toán diện tích mái nhà thu nước mưa

Hình 8 Diện tích mái nhà thu gom nước mưa

Ví dụ: Mặt bằng của một mái nhà có chiều dài 20m, chiều rộng 10m và mái nhà này được lợp thành 2

mái nghiêng như hình trên (trái) Mái nhà được chia làm hai phần diện tích bằng nhau 1 & 2, mặt bằng của mái nhà như hình trên (phải) và chỉ lắp đặt máng xối thu nước mưa cho phần diện tích 1 (theo chiều dài của mái nhà) Diện tích mái nhà thu nước mưa được xác định như sau:

- Xác định chiều dài máng xối: do máng xối được lắp đặt theo chiều dài của mái nhà, nên chiều dài máng xối là A = 20 m

- Phần diện tích 1 của mái nhà (có chiều rộng b = B/2 = 10/2 = 5m) được đấu nối với máng xối nên chiều rộng phần diện tích 1 chính là chiều rộng của mái nhà thu nước mưa

- Phần diện tích 2 không đấu nối với máng xối nên diện tích thu nước mưa không được tính toán (bằng 0)

- Diện tích mái nhà thu nước mưa: S = A x b = 20 x 5 = 100 m2

3.3.3 Xác định lượng mưa hiệu quả

Lượng mưa là độ cao lượng nước thu được sau cơn mưa trên một bề mặt phẳng trên một đơn vị thời gian (giờ, ngày, tháng, năm) Lượng mưa thường được tính bằng mm (milimét) hay lít/m² Lượng mưa trung bình ở ĐBSCL dao động trong khoảng 1.400 - 2.200 mm/năm Tỉnh có lượng mưa cao nhất là Cà Mau (trên 2.200 mm/năm), tỉnh có lượng mưa thấp nhất là Đồng Tháp (xấp xỉ 1.400 mm/năm) (Nguồn: Lê Anh Tuấn (2002) Giáo trình Thuỷ văn Công trình, Đại học Cần Thơ) Tại TP Cần Thơ, lượng mưa trung bình dao động

từ 1.400-1.800 mm/năm Hình 9 trình bày lượng mưa trung bình tháng

Mặt bằng mái nhà

Máng xối

Hình 9 Lượng mưa trung bình tháng tại TP Cần Thơ từ 1978 – 2011

Chúng ta không thể thu gom toàn bộ lượng mưa vì có một phần lượng mưa bị thất thoát khi trời mưa và trong quá trình thực hiện thu gom (do bốc hơi, thấm ướt vào mái nhà và lượng nước xả bỏ đầu trận mưa, ) Do đó, việc xác định tổng lượng mưa có thể thực hiện thu gom được trên một đơn vị diện tích mái nhà trong một khoảng thời gian xác định (lượng mưa hiệu quả) là cần thiết để tính toán thể tích bể chứa nước mưa (Xem công thức tính toán lượng mưa hiệu quả ở Phụ Lục 2)

3.3.4 Xác định lượng nước mưa lớn nhất thu được

Lượng nước mưa lớn nhất thu được thường được tính toán trong một khoảng thời gian nhất định (có thể tính theo ngày, tháng, hoặc năm) Lượng nước mưa lớn nhất thu được sẽ phụ thuộc vào diện tích mái nhà thu nước mưa và lượng mưa hiệu quả nêu trên

Người sử dụng cũng có thể sử dụng bảng tra bảng bên dưới để xác định lượng mưa lớn nhất thu được tùy theo diện tích mái nhà và lượng mưa

Bảng 4 Bảng tra lượng nước mưa lớn nhất thu được

Lượng nước mưa lớn nhất thu được (tương ứng với diện tích mái nhà) (m 3 )

Diện tích mái nhà (m 2 )

Bảng trên được tính toán theo công thức (PL2.2) ở Phục lục 2, với hệ số hiệu quả thu nước mưa (A) bằng 0.8 và lượng mưa thất thoát (B) được chọn bằng 2 mm / tháng.

350.0 300.0 250.0 200.0 150.0 100.0 50.0 0.0

287.3

155.2 49.9

3.3.5 Xác định nhu cầu sử dụng nước mưa

Như đã trình bày ở Phần 2, nhu cầu sử dụng nước mưa là thông số quan trọng quyết định thể tích của bể chứa nước mưa Việc xác định nhu cầu sử dụng nước có ảnh hưởng lớn đến lượng nước cấp hàng ngày, thời gian lưu trữ, sử dụng nước trong bể chứa ở thời gian tiếp theo Nhu cầu sử dụng nước phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Số người sử dụng nước trong hộ gia đình;

- Lượng nước tiêu thụ bình quân cho mỗi người;

- Mục đích sử dụng nước mưa (ăn uống, rửa chén, rửa rau quả, tắm giặt, hay xối rửa nhà vệ sinh, )Nhu cầu sử dụng nước cho các mục đích cụ thể được xác định bằng cách đo hoặc ước tính lượng nước sử dụng theo thực tế trong ngày Đối với các khu vực đã có đường ống cấp nước, nhu cầu nước sử dụng của một hộ gia đình có thể được xác định dựa trên số đo của đồng hồ nước Đối với các khu vực chưa có đường ống cấp nước hoặc vùng dân cư nông thôn, có thể ước tính theo Bảng 5:

Bảng 5 Ước tính nhu cầu sử dụng nước cho các hoạt động sinh hoạt hằng ngày

Ngoài ra, nhu cầu sử dụng nước của hộ gia đình (tùy theo số thành viên và nhu cầu sử dụng nước) có thể ước tính qua bảng Bảng 6

Bảng 6 Ước tính nhu cầu sử dụng nước cho hộ gia đình

3.3.6 Xác định thể tích bể chứa nước mưa

Các dữ liệu và thông số cần để thực hiện tính toán thể tích bể chứa nước mưa gồm:

- Diện tích mái nhà thu nước mưa (m2), tham khảo tính toán mục 3.3.2

- Nhu cầu sử dụng nước theo ngày (lít/ngày), tham khảo cách ước tính mục 3.3.5

Nhu cầu dùng nước cho các hoạt động hằng ngày được ước tính theo TCXDVN

33:2006/BXD cho:

- Ăn uống: 2,5 – 3 lít/người/ngày

- Ăn uống, rửa rau quả: 20 lít/người/ngày

- Ăn uống, sinh hoạt vùng nông thôn: 40 – 60 lít/người/ngày

- Ăn uống, sinh hoạt ở thị trấn, điểm dân cư nông thôn: 80 – 150 lít/người/ngày

Ăn uống Ăn uống, sơ chế thực phẩm Ăn uống, sinh hoạt (nông thôn)

Ăn uống, sinh hoạt (thị trấn, điểm dân

cư nông thôn)

Nhu cầu sử dụng nước (lít/ngày/hộ)

Kết quả được ước tính theo TCXDVN 33:2006/BXD

- Số liệu mưa trung bình hằng tháng (qua nhiều năm nếu có), tham khảo các số liệu của Niên giám

thống kê hoặc Trung tâm Khí tượng Thuỷ văn các tỉnh, thành

Thể tích bể chứa nước mưa có thể được xác định theo phương pháp tính toán cân bằng nước trong bể

chứa (theo năm, tháng, ngày, hoặc từng trận mưa), sau đó thực hiện xem xét các yếu tố: điều kiện không

gian lắp đặt bể chứa nước mưa, điều kiện kinh tế của hộ gia đình và chi phí – lợi ích của bể chứa nước mưa,

khả năng quản lý và bảo dưỡng để lựa chọn bể chứa có thể tích phù hợp

Cách đơn giản để xác định thể tích bể chứa nước mưa là tính toán thể tích bể chứa đáp ứng nhu cầu sử

dụng nước cho cả năm, hoặc các tháng mùa mưa trong năm, dựa trên số liệu mưa trung bình hằng tháng

Công thức tính toán cân bằng nước trong bể chứa được trình bày trong Phụ lục 2 Tuy nhiên, để thuận tiện

trong việc xác định thể tích bể chứa nước mưa, tài liệu hướng dẫn đã thực hiện tính toán và thiết lập 2

bảng tra: Bảng tra thể tích bể chứa nước mưa sử dụng trong cả năm (Bảng 7) và Bảng tra thể tích bể chứa

nước mưa sử dụng trong mùa mưa (Bảng 8), nhằm giúp người sử dụng có thể xác định thể tích bể chứa

bằng cách tra bảng trực tiếp:

Bảng 7 Bảng tra thể tích bể chứa nước mưa sử dụng trong cả năm

Hằng năm, trong mùa mưa ở Đồng bằng sông Cửu Long thường xuất hiện các đợt khô hạn ngắn ngày (hạn

bà chằn, thường vào cuối tháng 7 hoặc đầu tháng 8), các đợt khô hạn này thường kéo dài từ 5-10 ngày

và một số năm đã xuất hiện các đợt khô hạn kéo dài từ 15-20 ngày Do đó, bể chứa nước sử dụng trong

mùa mưa đã được tính sao cho đảm bảo lượng nước chứa đủ để sử dụng trong suốt thời gian các đợt

Thê ̉tích bê ̉ chứa nước mưa sử dụng cả năm (m 3 )

Diện tích mái nhà thu nước mưa, m 2

Ghi chú: - Kết quả được tính toán theo số liệu mưa trung bình tháng của TP Cần Thơ (1978-2011)

- x: Diện tích mái thu nước mưa không đáp ứng nhu cầu sử dụng nước (hoặc thể tích bể chứa > 30m3)

- Bảng tra chỉ có tính chất tham khảo và được tính toán dựa theo số liệu mưa trung bình của TP Cần Thơ (1978-2011), do đó kết quả sẽ không thích hợp với các năm có lượng mưa thay đổi bất thường

Bảng 8 Bảng tra thể tích bể chứa nước mưa sử dụng trong mùa mưa

Cách tra bảng được thực hiện như ví dụ sau:

Ví dụ: Một hộ gia đình gồm 4 thành viên và đang sinh sống tại vùng ven của TP Cần Thơ, mỗi thành viên

trong gia đình thường sử dụng khoảng 25 lít/ngày Căn nhà của hộ gia đình này có diện tích mái thu nước

mưa là 100 m 2 Hộ này muốn thu gom nước mưa để sử dụng cho sinh hoạt trong mùa mưa của năm

Bể chứa nước mưa của hộ gia đình này được chọn bằng cách tra bảng như sau:

- Tính toán nhu cầu sử dụng nước hằng ngày của hộ gia đình: 4 người x 25 lít/ngày/người = 100

lít/ngày

- Với diện tích mái nhà thu nước mưa là 100m2 và nhu cầu sử dụng nước là 100 lít/ngày, thực hiện

tra Bảng 8 để xác định thể tích bể chứa sử dụng trong mùa mưa (như hình bên dưới)

Nhu cầu sử dụng

Ghi chú: - Kết quả được tính toán theo số liệu mưa trung bình tháng của TP Cần Thơ (1978-2011)

Thể tích bể chứa nước mưa sử dụng trong mùa mưa (Tháng 05-11) (m 3 )

Diện tích mái nhà thu nước mưa, m 2

- x: Diện tích mái thu nước mưa không đáp ứng nhu cầu sử dụng nước (hoặc thể tích bể chứa > 30m 3 )