tính toán thiết kế hệ thống thu gom nước mưa và hệ thống xử lý nước sau thu gom ở đảo phú quốc

Vì vậy, nguồn nước cung cấp chính cho nhiều nơi trên đảo vẫn là nước ngầm tuy nhiên các giếng khoan công nghiệp trên địa bàn cũng không đảm bảo đủ nhu cầu nước sinh hoạt nên người dân đã

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 7

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 10

1 Tổng quan về đảo Phú Quốc: 10

1.1 Vị trí địa lý của đảo Phú Quốc: 10

1.1.1 Địa hình – Quy hoạch đất đai tại phú Quốc: 11

1.1.2 Khí hậu: 14

1.1.3 Chế độ thủy văn: 15

2 Tổng quan về điều kiện kinh tế của đảo Phú Quốc: 15

2.1 Điều kiện kinh tế: 15

2.2 Điều kiện về xã hội: 16

3 Tổng quan về tình hình sử dụng nước ở đảo Phú Quốc: 17

3.1 Tình hình sử dụng nước trong các hoạt động kinh tế ở Phú Quốc:… 17

3.2 Tổng quan về tình hình quy hoạch sử dụng nước ở huyện đảo Phú Quốc:… ……… 20

3.3 Vấn đề suy thoái ô nhiễm môi trường nước: 22

4 Tổng quan về hệ thống thu gom nước mưa trên thế giới: 23

4.1 Một vài ví dụ sử dụng kênh dẫn mưa trên thế giới: 23

4.2 Tổng quan về Singapore: 24

4.2.1 Nguồn cung cấp nước của Singapore: 25

4.2.2 Tổng quan hệ thống thu gom nước mưa ở Singapore: 27

5 Tổng quan các phương pháp có thể áp dụng để xử lý nước mưa sau thu gom 34

5.1 Xử lý nước mưa bằng phương pháp cơ học: 34

5.1.1 Hồ chứa và lắng sơ bộ: 34

5.1.2 Song chắn rác: 34

5.1.3 Bể lắng cát: 35

5.1.4 Lọc: 38

5.2 Xử lý nước mưa bằng phương pháp hóa học: 39

5.2.1 Làm thoáng: 39

5.2.2 Clo hóa sơ bộ: 40

5.2.3 Keo tụ - tạo bông : 40

5.3 Khử trùng: 42

5.4 Muối sắt và muối nhôm: 43

5.5 Biện pháp xử lý nước mưa thu gom bằng phương pháp lý học: 43

CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT VÀ THÔNG SỐ TÍNH TOÁN CHO HỆ THỐNG THU GOM NƯỚC MƯA 46

1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống thu gom nước mưa bằng giấy chống thấm nước HDPE: ……… 46

2 Công thức dùng để tính toán hệ thống thu gom: 50

2.1 Tính lưu lượng lớn nhất: 50

2.2 Hệ số dòng chảy 51

2.3 Tính toán rãnh hay kênh vận chuyển nước mưa: 51

2.4 Hệ số nhám: 52

2.5 Mật độ mưa: 53

2.6 Thời gian tập trung: 53

2.7 Độ nghiên của thân kênh ( bed gradient of drain ): 54

3 Lưu ý trong thiết kế: 55

3.1 Vận tốc tối thiểu và lưu lượng dòng chảy trong thời tiết khô: 55

3.2 Vận tốc tối đa 55

3.3 Chiều cao mặt kênh không tiếp xúc mặt nước (Freeboard) 55

3.4 Ống thoát nước và Cống ( Drain and Culvert ) 55

3.5 Tính toán hệ thống bơm 56

3.6 Tính thông số kênh: 56

4 Áp dụng công thức tính cho hồ chứa lưu lượng 6000 m3/ngày: 57

4.1 Vị trí địa lý và công suất hồ Dương Đông: 57

4.2 Hệ thống thu gom nước mưa bằng giấy chống thấm HDPE: 59

5 Sơ đồ hóa hệ thống thu gom nước mưa cho vùng ít phát triển: 62

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MƯA ĐẠT CHUẨN NƯỚC SINH HOẠT CHO HỒ CÓ LƯU LƯỢNG 6000 M3/NGÀY 64

1 Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lý nước mặt: 64

2 Đề xuất công nghệ xử lý: 65

3 Tính toán bể trộn cơ khí: 68

3.1 Xác định kích thước bể trộn cơ khí: 69

3.2 Xác định kích thước cánh khuấy và lăng lượng cần thiết cho máy khuấy:………69

4 Tính toán bể phản ứng xoáy hình trụ ( đặt trong bể lắng đứng): 72

4.1 Tính toán bể lắng và bể phản ứng: 72

4.2 Tính toán hệ thống thu nước và đường ống dẫn nước: 74

5.Tính toán bể lọc nhanh: 82

5.1 Xác định kích thước bể lọc: 82

5.2 Xác định hệ thống phân phối nước rửa lọc: 84

5.3 Tính hệ thống dẫn gió rửa lọc: 86

5.4 Tính toán máng phân phối nước lọc và thu nước rửa lọc: 87

5.5 Tính tổn thất áp lực khi bể rửa lọc nhanh: 89

6 Tính toán liều lượng hóa chất: 93

6.1 Liều lượng phèn: 93

6.2 Liều lượng Clo: 94

7 Tính toán cao trình trạm xử lý : 95

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 98

TÀI LIỆU THAM KHẢO 100

MỤC LỤC HÌNH

Hình 1.1 Hình ảnh đảo Phú Quốc 10

Hình 1.2 Vị trí đảo Phú Quốc 11

Hình 1.3 Bản đồ vị trí địa lý đảo Phú Quốc 13

Hình 1.4 Biểu đồ lượng mưa và nhiệt độ trung bình ở Phú Quốc 14

Hình 1.5 Số lượt khách du lịch quốc tế và nội địa tại Phú Quốc từ năm 2006 đến năm 2013 18

Hình 1.6 Kênh Ala Wai ở Hawaii 23

Hình 1.7 Kênh Caledonian 24

Hình 1.8 Nhu cầu sử dụng nước của Singapore năm 20160 25

Hình 1.9 Biểu đồ lượng mưa trung bình của Singapore ( 1869 – 2000) 26

Hình 1.10 Mạng lưới thu gom nước mưa tại đất nước Singapore bằng kênh mương…… 28

Hình 1.11 Một vài hình ảnh kênh ở Singapore 29

Hình 1.12 Hồ chứa Tamplnes B 29

Hình 1.13 Hồ chứa Inland 30

Hình 1.14 Bản đồ vị trí vùng Bukit Timah 30

Hinh 1.15 Các kênh (Pathway) tại các vị trí điểm đánh số 31

Hình 1.16 Mô hình hồ chứa và cầu Marina bang qua hồ 32

Hình 1.17 Trồng cây xanh xung quanh hồ chứa để chống ô nhiễm…… 32

Hình 1.18 Mô hình hồ chứa Bedok 33

Hình 1.19 Những hoạt động nổi trên bề mặt hồ 33

Hình 1.20 Bể lắng sơ bộ hình chữ nhật 34

Hình 1.21 Song chắn rác 35

Hình 1.22 Sơ đồ hoạt động của một bể lắng cát 36

Hình 1.23 Bể lắng ngang 37

Hình 1.24 Bể lắng đứng 37

Hình 1.25 Bể lắng ly tâm 37

Hình 1.26 Bể lọc nhanh trọng lực 38

Hình 1.27 Bể lọc áp lực 38

Hình 1.28 Làm thoáng 39

Hình 1.29 Cơ chế tạo bông 41

Hình 1.30 Quá trình keo tụ tạo bông 41

Hình 2.1 Hệ thống kênh dẫn và hồ chứa dự kiến đảo Phú Quốc 46

Hình 2.2 Bản thiết kế hố thu gom mưa và kênh dẫn 48

Hình 2.3 Hướng chảy của dòng nước mưa khi ngấm vào lòng đất dòng chảy của mưa ……… 49

Hình 2.4 Vị trí hồ Dương Đông trên đảo Phú Quốc 58

Hinh 2.5 Bản vẽ thiết kế kênh hình hộp chữ nhật kín và hở 60

Hình 2.6 Hệ thống thu gom nước mưa cho vùng ít phát triển, dân cư thấp đất rộng…… 62

Hình 3.1 Bảng vẽ thiết kế bể lắng đứng 80

Hình 3.2 Bảng vẽ chi tiết thiết kế bể lọc 92

Hình 3.3 Bản vẽ cao trình chi tiết 97

MỤC LỤC BẢNG

Bảng 2.1 Bảng tra hệ số C 51

Bảng 2.2 Bảng tra hệ số nhám 52

Bảng 2.3 Khoảng cách mặt nước đến mặt kênh 55

Bảng 2.4 Bảng hướng dẫn tính toán 57

Bảng 2.5 Thông số tính kênh vận chuyển dạng hở 60

Bảng 2.6 Thông số kênh dẫn hình thang hở 61

Bảng 3.1 Bảng chứa các thông số đo của nước mưa ở đảo Phú Quốc 64

Bảng 3.2 Bảng chọn Gradien từ thời gian quay 70

Bảng 3.3 Các thông số thiết kế bể trộn cơ khí 71

Bảng 3.4 Các thông số thiết kế của bể lắng đứng 79

Bảng 3.5 Các thông số bể phản ứng xoáy hình trụ 81

Bảng 3.6 Các thông số đường ống 81

Bảng 3.7 Các thông số thiết kế bể chứa nước sạch 93

MỞ ĐẦU

Hòn đảo Phú Quốc của Việt Nam còn được mệnh danh là hòn Đảo Ngọc thu hút hàng ngàn lượt khách du lịch mỗi năm và ngành du lịch ngày càng được chú trọng bên cạnh đó thì việc tăng lên về dân số và sự phát triển của các ngành nông nghiệp và công nghiệp đã dẫn đến hiện tượng thiết hụt nước dùng và không đáp ứng đủ cho nhu cầu về sau Nước sinh hoạt của người dân Phú Quốc cùng nước cho những mục đích khác được tận dụng từ nhiều nguồn khác nhau

Nguồn nước cấp trên đảo Phú Quốc đóng vai trò rất quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến việc phát triển kinh tế - xã hội cũng như sức khỏe người dân trên đảo Nhiều nhà khoa học, chuyên gia về môi trường đã cảnh báo nguy cơ thiếu nước tại Phú Quốc trước diễn biến ngày càng phức tạp của biến đổi khí hậu và nước biển dâng, ảnh hưởng đến sản xuất, sinh hoạt của người dân, cũng như phát triển bền vững du lịch của hòn Đảo Ngọc này Hiện tại, việc khai thác nguồn nước mặt rất hạn chế đặc biệt là vào mùa khô, không đủ đáp ứng nhu cầu nước cho huyện đảo

Vì vậy, nguồn nước cung cấp chính cho nhiều nơi trên đảo vẫn là nước ngầm tuy nhiên các giếng khoan công nghiệp trên địa bàn cũng không đảm bảo đủ nhu cầu nước sinh hoạt nên người dân đã phải mua nước sinh hoạt với giá 15.000 đồng/m3, tăng hơn gấp đôi so với thông lệ và mức giá qui định của địa phương Bên cạnh đó thời tiết khô hạn và nắng nóng kéo dài bất thường đã dẫn tới tình trạng thiếu nước tưới tiêu và nước sinh hoạt, nhiều hộ trồng tiêu không có điều kiện khoan giếng công nghiệp, thiếu nước tưới nên hàng chục nhà vườn đã bị ảnh hưởng, bà con buộc lòng phải thu hoạch sớm Đồng thời nước mặt lục địa tại các điểm quan trắc

có dấu hiệu bị ô nhiễm nặng bởi vi sinh Điều này không những ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân sống dọc theo hai bên bờ sông mà còn ảnh hưởng đến đời sống của động vật thủy sinh

Từ năm 2010, UBND tỉnh Kiên Giang đã phê duyệt Dự án Nhà máy cấp nước Phú Quốc có công suất 16.500 m3/ngày Nguồn cung cấp nước chình chủ yếu là nguồn nước ngầm và nước cung cấp từ hồ chứa Dương Đông Tuy nhiên vì trữ lượng nước ngầm trên đảo có giới hạn và có thể hụt giảm do tác động của biến đổi

khí hậu, mùa mưa kết thúc sớm, nắng nóng mùa khô gay gắt kéo dài, thiếu nguồn nước bổ sung để lại hậu quả nặng nề Hồ chứa với trữ lượng quá thấp chỉ giải quyết dược phần nhỏ nhu cầu Tuy nhiên, với tốc độ phát triển nhanh của đảo Phú Quốc, trong tương lai, nhà máy sẽ không đáp ứng đủ nhu cầu, nhất là Phú Quốc trở thành Đặc khu hành chính - kinh tế trực thuộc Trung ương Theo quy hoạch, nguồn cấp nước chủ yếu cho Phú Quốc sẽ từ năm hồ chứa, nhưng với đặc thù khí hậu, lượng nước chứa trong hồ mau chóng bị bốc hơi và hao hụt lớn

Khả năng cạn kiệt nước sạch ở Phú Quốc chỉ còn là vấn đề thời gian, một phần

do ngành du lịch, xây dựng ngày càng gia tăng do nhu cầu khoan nước ở Phú Quốc rất lớn Không chỉ người dân khoan giếng nước ngầm để sinh hoạt, mà nhiều khu nghỉ dưỡng, khách sạn cũng khoan giếng để dùng trong việc kinh doanh Tuy nhiên, một vài năm trở lại đây, người dân phải thuê các đội khoan giếng khoan sâu hơn 60 mét vẫn không có nước

Với tiêu chuẩn cấp nước cho khu vực đô thị 120 lít/người/ngày, với khách du lịch là 300 lít/người/ngày, cộng với nước cho công nghiệp, dịch vụ thì tổng nhu cầu cấp nước của Phú Quốc năm 2020 lên đến 70.000 khối/ngày, cao gấp nhiều lần công suất hiện nay Các con số được thể hiện qua bảng dưới:

Tổng nhu cầu 70.000 m3/ngày (dự đoán năm 2020)

120.000 m3/ngày (dự đoán năm 2030)

Ấy vậy mà cho đến nay cả đảo Phú Quốc chỉ mới có nhà máy cấp nước từ hồ Dương Ðông, còn các nhà máy khác mới được nhắc trong quy hoạch Nên nỗi lo thiếu nước sạch cho Phú Quốc càng thêm trầm trọng Trong khi đó Phú Quốc với khí hậu nhiệt đới gió mùa, lượng mưa mỗi năm rất lớn trung bình khoảng 3000 m3/ năm lại theo hệ thống kênh mương đổ ra biển mà không có bất kì phương pháp nào tận dụng nguồn nước tự nhiên dễ xử lý này Nếu người dân huyện đảo Phú Quốc có thể nhìn nhận thấy tiềm năm từ nguồn nước mưa có thể giải quyết phần nào nhu cầu thiếu hụt nước dùng và sinh hoạt ở Phú Quốc hiện nay

Từ những số liệu trên có thể thấy nhu cầu sử dụng nước ở đảo Phú Quốc là rất lớn Trong khi đó nước mưa lại là một nguồn cung cấp nước dồi dào, vô tận ít tốn

chi phí xử lý Từ những vấn đề nói trên tôi tiến hành đề tài :”Tính toán và thiết kế

hệ thống thu gom nước mưa và xử lý theo tiêu chuẩn nước sinh hoạt cho đảo Phú Quốc”, nội dung trong luận văn này sẽ là tính toán hệ thống thu gom nước mưa để

tận dụng nguồn tài nguyên nước vô tận nhưng dường như lại đang bị lãng quên này, bên cạnh đó sẽ tính toán hệ thống xử lý nước mưa sau khi thu gom để đạt chuẩn nước sinh hoạt

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN

1 Tổng quan về đảo Phú Quốc:

1.1 Vị trí địa lý của đảo Phú Quốc:

Phú Quốc còn được mệnh danh là Đảo Ngọc Phú Quốc là một hòn đảo lớn nhất Việt Nam và cũng là hòn đảo lớn nhất trong quần thể 22 hòn đảo thuộc vịnh

Thái Lan Đảo có diện tích 589,23 km² ( theo thống kê số liệu đất năm 2005) Phú

Quốc nằm trong vĩ độ 9o53’đến 10o28’ độ vĩ bắc và kinh độ: 103o53’ đến 104o

05’độ kinh đông, bao gồm thị trấn Dương Đông, thị trấn An Thới và 8 xã là: Bãi Thơm, Gành Dầu, Cửa Cạn, Cửa Dương, Hàm Ninh, Dương Tơ, Hòn Thơm và Thổ Chu Đảo nằm ngoài khơi biển Đông Xấp xỉ đảo quốc Singapore thập niên

1960 khi chưa san lấp biển Thị trấn Dương Đông, tọa lạc ở phía tây bắc, là thủ phủ của huyện đảo Phú Quốc nằm cách thành phố Rạch Giá 120 km và cách thị xã Hà Tiên 45 km

Hình 1.1: Hình ảnh đảo Phú Quốc

(Theo Trang tin Phú Quốc)

Hình 1.2 Vị trí đảo Phú Quốc

(Theo Trang tin Phú Quốc và Jica – water supply project in Phú Quốc)

1.1.1 Địa hình – Quy hoạch đất đai tại phú Quốc:

Vùng biển Phú Quốc có địa hình có phức tạp và bị chia cắt bởi các sông, rạch; nơi có địa hình cao nhất là phía Bắc đảo và thấp dần về phía Nam đảo Địa hình thiên nhiên thoai thoải nằm trải dài từ bắc xuống nam với 99 ngọn núi đồi Phú Quốc có diện tích 574 km² (56.200 ha), dài 50 km, nơi rộng nhất (ở phía bắc đảo)

25 km Điểm cao nhất tới 603 m - núi Chúa Phần các vùng biển quanh đảo nông

có độ sâu chƣa đến 10 m Tuy nhiên, cụm đảo nhỏ của cảng An Thới bị ngăn cách Đảo Phú Quốc

Đảo Phú Quốc bản đồ chi tiết

hẳn với phần mũi phía nam của đảo Phú Quốc bởi một eo biển có độ sâu tới hơn 60

m

Đồ án quy hoạch xây dựng chung đảo Phú Quốc được phê duyệt đến năm 2030 được phê duyệt theo quyết định 633/QD – TG được thành lập vào ngày 11 tháng 5 năm 2010 Phú Quốc với các chức năng chính như khu du lịch, khu thương mại, khu đô thị Trong đó có các khu đô thị gắn với các nghiên cứu khoa học, khu trung tâm thể thao, khu vui chơi, khu giải trí tổng hợp bao gồm casino, sân bay quốc tế, cảng quốc tế gắn liền với khu phi thế quan Quy mô sử dụng đất toàn đảo đến năm

2030 là 58.932 hecta trong đó đất đô thị là 3.852 hecta Đất du lịch khoảng 3.861 hecta, 1.235 đất khu phức hợp, dịch vụ và dân cư Đất chuyên dùng là 1.489 hecta 3.399 hecta cây xanh, mặt nước và không gian mở 1.135 hecta đất đầu mối hạ tầng

kĩ thuật Đất lâm nghiệp là 37.802 hecta 5.813 hecta đất nông nghiệp 337 hecta đất an ninh quốc phòng và đất dự trữ Phú Quốc được chia thành 3 khu đô thị lớn, khu đô thị Cửa Cạn 329 ha – 26.500 người, khu trung tâm Dương Đông 2502 hecta – 240.000 người, khu đô thị An Thới 1020 hecta 71.000 người Khu phức hợp, dịch

vụ, dân cư phát triển Bãi Trường 1235 hecta – 65.000 người Có 5 sân Golf tại khu

du lịch Cửa Cạn, Bãi Dài, Bãi Vòng, Bãi Sao và Bãi Thơm

Quy hoạch đô thị khu du lịch đô thị Dương Đông là trung tâm hành chính dịch

vụ thương mại tài chính quốc tế, dịch vụ du lịch và khu dân cư tập trung của đảo quy mô đến năm 2030, dân số khoảng 240 ngàn người đất xây dựng đô thị là 2.502 hecta mật độ dân cư là khoảng 90 – 100 người /hecta, mật độ xây dựng trung bình

là 30 – 35%, hệ số sử dụng đất tối đâ là 12 lần

Quy hoạch khu đô thị cảng An Khới là khu đô thị cảng quốc tế, đầu mối kĩ thuật, trung tâm tiếp nhận phi thế quan thương mại, du lịch và dịch vụ du lịch, công nghiệp nghẹ, trung tâm văn hóa gìn giữ giá trị lịch sử nhân văn của đảo, quy mô đến năm 2030, dân số khoảng 71000 người, đất xây dựng đô thị là 1020 hecta, mật

đô dân cư khoảng 70 – 80 người/hecta, mật đô xây dung trung bình khoảng 30 – 35%, hệ số sử dụng đất tối đa là 4.2 lần

Hình 1.3 Bản đồ vị trí địa lý đảo Phú Quốc

(Theo Báo Tiền Phong Travel )

Quy hoạch xây dựng khu đô thị Cửa Cạn là khu đô thị bảo tồn biển, rừng, nông nghiệp và du lịch đảo Quy mô đến năm 2030 dân số là 26.500 người, đất xây dựng

đô thị là 329 hecta, mật độ dân cư khoảng 70 – 80 người/hecta, mật độ xây dựng trung bình là 30 – 40 %, hệ số sử dụng đất tối đa là 2.8 lần

Quy hoạch xây dựng khu phức hợp Bãi Trường là khu du lịch tổng hợp, khu trung tâm thương mại, dịch vụ du lịch, khu vui chơi giải trí, dịch vụ công cộng trên đảo và khu dân cư phục vụ du lịch với quy mô 1.235 hecta, dân số 65.000 người

(Theo Grand World Resort Phu Quoc – Tiến độ Quy hoạch xây dựng – Quy hoạch

Hình 1.4 Biểu đồ lượng mưa và nhiệt độ trung bình ở Phú Quốc

(Theo Báo Cáo chuyên đề Phú Quốc Hành trình tìm bản sắc riêng của Bộ phận

tư vấn và nghiên cứu toàn cầu CBRE)

Mùa khô bắt đầu từ tháng 11 âm lịch đến tháng 4 âm lịch năm sau và mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 âm lịch đến tháng 10 âm lịch năm sau

+ Nhiệt độ: cao nhất 35 độ C vào tháng 4 và tháng 5

+ Độ ẩm: có độ ẩm trung bình 78%

+ Hướng gió: tốc độ gió trung bình 4,5 m/s, chịu ảnh hưởng gió mùa Đông Bắc

có cường độ tương đối mạnh, tốc độ gió trung bình 4 m/s Khi gió Đông Bắc mạnh, tốc độ đạt từ 20 đến 24 m/s

Mùa mưa: mùa mưa Phú Quốc là cửa ngõ đón gió mùa Tây – Tây Nam, mùa mưa mây nhiều, Trong khu vực Bắc đảo có thể đạt 4000 mm/năm; có tháng mưa kéo dài 20 ngày liên tục

2 Tổng quan về điều kiện kinh tế của đảo Phú Quốc:

2.1 Điều kiện kinh tế:

 Về ngành công nghiệp:

Phát triển công nghiệp chủ yếu tập trung theo hướng phục vụ cho các ngành kinh tế dịch vụ - thương mại, nông nghiệp, thủy hải sản Sau năm 2015 sẽ phát triển mạnh các ngành công nghiệp công nghệ cao, định hướng xuất khẩu, phù hợp với môi trường kinh tế - xã hội của Phú Quốc Tỷ trọng công nghiệp - xây dựng trong cơ cấu kinh tế của huyện đạt từ 49 - 50% Xây dựng khu vực Vịnh Đầm huyện Phú Quốc, với quy mô 305 ha do công ty Trách nhiệm hữu hạn Đầu tư Xây

dựng Thương mại Sài Gòn làm chủ đầu tư Đây là khu công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, dịch vụ công cộng kết hợp với làng nghề truyền thống Đồng thời đây cũng

là khu cảng tổng hợp kết hợp với Vịnh Đầm làm nơi trú bão cho các tàu thuyền trong khu vực

 Về ngành nông nghiệp

Cây lúa là cây trồng chính bình quân sản lượng lương thực quy thóc đạt khoản 1.962 kg/người/năm Phú Quốc còn nổi tiếng với nông sản hồ tiêu, hồ tiêu là loại cây trồng có giá trị kinh tế tương đối cao tập trung ở 3 xã Cửa Dương, Cửa Cạn và Dương Tơ Năng suất tiêu ở Phú Quốc trung bình là 2000 – 3000 kg/ha, mật độ trồng từ 2500 - 3000 cọc/ha

( Quy hoạch chung xây dựng đảo Phú Quốc, tỉnh Kiên Giang đến năm 2030 của Thủ tướng Chính phủ (QĐ số 633/TT-CP, 2010))

2.2 Điều kiện về xã hội:

Phú Quốc hay còn được mệnh danh là Đảo Ngọc, là hòn đảo lớn nhất của Việt Nam, có diện tích 589,23 km 2 Số dân 110.000 người (2010), mật độ khoảng 186 ngừơi/km2 Cơ cấu lao động có xu hướng giảm trong các ngành sản xuất nông - lâm - thủy sản Xu hướng giảm lao động trong các ngành khu vực nông nghiệp tăng nhanh, phù hợp với xu hướng chung của chuyển dịch cơ cấu sản xuất và phù hợp với quá trình phát triển là chuyển dịch lao động từ nông nghiệp sang công nghiệp hóa và đô thị hóa Tuy nhiên Phú Quốc đang gặp trở ngại lớn là nguồn nhân lực thiếu hụt nghiêm trọng, nhất là nhân lực chất lượng cao

Hiện tại, huyện Phú Quốc có khoảng 1.500 người phục vụ trong hơn 150 cơ sở

du lịch nhưng có tới 80% chưa qua đào tạo chuyên môn, 20% nhân viên còn lại cũng chỉ được đào tạo ngắn hạn, trình độ nghiệp vụ còn rất hạn chế, chưa đáp ứng yêu cầu phát triển của ngành kinh tế mũi nhọn này Trên địa bàn huyện hiện chỉ có một trường dạy nghề tư thục; một số lớp trung cấp du lịch, quản lý nhà hàng, khách sạn Về khám chữa bệnh huyện cũng gặp một số khó khăn nhất định

3 Tổng quan về tình hình sử dụng nước ở đảo Phú Quốc:

Nguồn nước ngọt phục vụ sinh hoạt và phát triển sản xuất trên đảo Phú Quốc hiện nay chủ yếu phụ thuộc hoàn toàn vào việc khai thác nguồn nước tại chỗ Do đặc thù địa hình nên nguồn nước ngọt chủ yếu tập trung ở các suối và một số các

hồ nhân tạo mới được xây dựng, vào mùa khô lượng nước ngọt phục vụ phát triển của huyện đảo thường rất khan hiếm và thiếu trầm trọng Hiện nay, trên địa bàn huyện chỉ có thị trấn Dương Đông và một số trung tâm xã khác có nguồn nước máy được lấy từ hồ cấp nước phục vụ người dân, nhìn chung khả năng cung cấp nước của một số nhà máy hiện nay thường không đáp ứng nhu cầu Cần phải có những công trình như hồ chứa, đắp đạp ngăn mặn, áp dụng các biện pháp tiết kiệm và tái

sử dụng nước trên địa bàn huyện đảo Phú Quốc

3.1 Tình hình sử dụng nước trong các hoạt động kinh tế ở Phú Quốc:

Khả năng cạn kiệt nước sạch ở Phú Quốc chỉ còn là vấn đề thời gian, một phần

do ngành du lịch, xây dựng ngày càng gia tăng Theo số liệu thống kê thì hiện dân

số của huyện đảo Phú Quốc đã gần 103.000 người, chưa kể hàng chục ngàn khách

du lịch và lao động nhập cư và hơn một triệu khách du lịch mỗi năm Bên cạnh đó việc xây dựng nhà cửa, khách sạn đang rầm rộ mọc lên Do vậy nhu cầu khoan nước ở Phú Quốc rất lớn Không chỉ người dân khoan giếng nước ngầm để sinh hoạt, mà nhiều khu nghỉ dưỡng, khách sạn cũng khoan giếng để dùng trong việc kinh doanh Trước đây, nhờ có thảm rừng lớn và nhiều sông suối nên một lượng lớn nước mưa ở Phú Quốc được giữ lại Chỉ riêng hồ chứa nước Dương Ðông đã

có dung tích hơn 5 triệu khối Người dân chỉ cần đào xuống đất khoảng 10 mét là

đã có nước dùng quanh năm Thậm chí ở những nơi gần bãi biển, chỉ cần đào 5

mét, đặt vài thùng phuy xuống là có nước ngọt Tuy nhiên, một vài năm trở lại đây, người dân phải thuê các đội khoan giếng khoan sâu hơn 60 mét vẫn không có nước

Hình 1.5 Số lượt khách du lịch quốc tế và nội địa tại Phú Quốc từ năm

2006 đến năm 2013

(Theo Báo Cáo chuyên đề Phú Quốc Hành trình tìm bản sắc riêng của Bộ phận

tư vấn và nghiên cứu toàn cầu CBRE)

Trước diễn biến ngày càng phức tạp của biến đổi khí hậu và nước biển dâng, ảnh hưởng đến sản xuất, sinh hoạt của người dân, cũng như phát triển bền vững du lịch của hòn đảo ngọc này

Điều tra, tính toán của một số nhà khoa học chuyên ngành, hiện nay nguồn nước trên đảo Phú Quốc phục vụ nông nghiệp chiếm 60%, công nghiệp 15% và sinh hoạt 25% Vì trữ lượng nước ngầm trên đảo có giới hạn và có thể hụt giảm do tác động của biến đổi khí hậu, mùa mưa kết thúc sớm, nắng nóng mùa khô gay gắt kéo dài, thiếu nguồn nước bổ sung

Ngoài lượng nước mưa dồi dào, trên các đảo còn có các sông suối, ao, đầm nước ngọt Đây là nguồn nước quan trọng cung cấp cho sinh hoạt và sản xuất trên

đảo trong mùa khô như: Vũng Bầu, Cửa Cạn, sông Đông Dương, Các nguồn nước chủ yếu ở đảo được quan tâm là nước mưa, nước mặt (các sông, suối, ao, hồ)

và nước dưới đất

Theo tài liệu quan trắc ở các trạm khí tượng trên đảo, lượng mưa năm ở các đảo thay đổi trong khoảng 1126 mm đến hơn 3000 mm, nhưng phân bố rất không đều theo thời gian, tại Phú Quốc đạt đến 3067mm (2015) Thời gian mùa mưa ở đảo cũng khác nhau, tùy theo vị trí địa lý của đảo Ở Phú Quốc, mùa mưa bắt đầu từ tháng 4 (hoặc tháng 5) và kết thúc vào tháng 11, nên lượng mưa trong mùa mưa cũng chiếm hơn 90% lượng mưa trong năm Tháng có lượng mưa lớn nhất là tháng

8 (hoặc tháng 9) với lượng mưa chiếm khoảng 16% năm Tuy nhiên, đảo chưa có biện pháp trữ nước mưa hiệu quả nên thiếu nước sinh hoạt là điều khó tránh khỏi Theo phướng án quy hoạch của Bộ Nông Nghiệp và Phát triển Nông Thôn từ năm 2008 đã đề xuất các giải pháp công trình thủy lợi nhằm đáp ứng các nhu cầu

về cấp nước tưới phục vụ sản xuất nông nghiệp cho khoảng 5700 ha (đến năm 2020); phát triển công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và chế biến thủy sản

Sửa chữa, nâng cấp hồ chứa nước Dương Đông và xây dựng mới 13 hồ chứa,

16 cụm công trình đập dâng nhỏ và các công trình khác cấp nước tưới và tạo nguồn cấp nước sinh hoạt, cấp nước cho công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, chăn nuôi gia súc, gia cầm Bố trí công trình ở các vùng như sau:

- Lưu vực rạch Tràm:

 Xây dựng mới hồ chứa Rạch Tràm tạo nguồn cấp nước sinh hoạt cho khoảng 55.000 người, 10.000 lượt khách du lịch và sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp

 Xây dựng mới 4 hồ chứa nhỏ, 10 cụm đập dâng tạo nguồn cấp nước sinh hoạt và cấp nước tưới cho 35 ha

 Nâng cấp hồ chứa Dương Đông tưới 480 ha tiêu và rau màu; tạo nguồn cấp nước sinh hoạt cho 60.000 người, 25.000 lượt khách du lịch, cấp nước cho công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, chăn nuôi gia súc, gia cầm, chế biến thuỷ sản 2.000.000 m3/năm

 Xây dựng mới 1 hồ chứa nhỏ và 1 cụm công trình đập dâng tạo nguồn cấp nước sinh hoạt và cấp nước tưới 15 ha

- Lưu vực rạch Cá:

 Xây dựng hồ chứa Rạch Cá tưới 87 ha, tạo nguồn cấp nước sinh hoạt cho 15.000 người, 10.000 lượt khách du lịch và sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp

 Xây dựng 1 hồ chứa nhỏ và 1 cụm công trình đập dâng tạo nguồn cấp nước sinh hoạt và tưới 6 ha

 Xây dựng cụm công trình đập dâng tại rạch Đầm tưới 5 ha

(Theo Quy hoạch cấp nước của Bộ Nông Nghiệp và Phát triển Nông Thôn, 2008)

3.2 Tổng quan về tình hình quy hoạch sử dụng nước ở huyện đảo Phú

Quốc:

Theo Quy hoạch chung xây dựng đảo Phú Quốc, tỉnh Kiên Giang đến năm

2030 của Thủ tướng Chính phủ (QĐ số 633/TT-CP, 2010):

- Chỉ tiêu cấp nước: nước sinh hoạt đô thị: 120 lít/người/ngày năm 2020 và 150 lít/người/ngày năm 2030; khách du lịch: 300 lít/người/ngày; công nghiệp: 25

m3/ha/ngày

- Nhu cầu dùng nước: năm 2020: 70.000 m3/ngày; năm 2030: 120.000 m3

/ngày

- Nguồn nước: sử dụng 5 hồ chứa: hồ Dương Đông, hồ Suối lớn, hồ Cửa Cạn,

hồ Rạch Tràm, hồ Rạch Cá, ngoài ra sử dụng thêm nước mưa, nước tái sử dụng

- Mạng lưới đường ống: xây dựng các tuyến ống chính có đường kính D500 - D200 nối các nhà máy nước để phục vụ toàn đảo, xây dựng các tuyến ống nước tái

sử dụng từ nhà máy xử lý tới các đô thị và khu du lịch

- Các công trình đầu mối: toàn đảo xây dựng 5 nhà máy nước tại 5 hồ chứa: + Hồ chứa nước Dương Đông có dung tích 10 triệu m3 Tại đây, xây dựng nhà máy nước số 1 có công suất (Q) năm 2020 = 16.500 m3/ngày, Q năm 2030 = 20.000 m3/ngày

+ Hồ chứa nước Suối Lớn có dung tích 4 triệu m3, xây dựng nhà máy nước số 2

+ Hồ chứa nước Rạch Tràm có dung tích 3 triệu m3, sẽ xây dựng nhà máy nước

số 5 có Q = 10.000 m3/ngày

Thực tế, mùa khô ở Phú Quốc những năm gần đây luôn trong tình trạng hạn hán kéo dài, do ảnh hưởng của hiện tượng El Nino và biến đổi khí hậu toàn cầu gây thiếu hụt nước sinh hoạt, sản xuất trên đảo khá nghiêm trọng và diễn biến ngày càng phức tạp Hầu hết các giếng, hồ chứa, suối nước khô cạn Nhiều vườn hồ tiêu

ở đây cạn nước tưới, nhà vườn đầu tư khoan giếng tìm nguồn nước tưới nhưng không bắt được mạch nước, cho thấy nguồn nước ngầm hụt sâu, cạn kiệt

Ủy ban Nhân dân huyện Phú Quốc đã chỉ đạo các đơn vị chức năng và các xã, thị trấn khẩn trương khảo sát, thống kê các khu vực có nguy cơ hạn hán làm ảnh hưởng đến cây tiêu và thiếu nước sinh hoạt; đồng thời, hướng dẫn bà con nông dân phương pháp, kỹ thuật phòng chống hạn cho cây tiêu thông qua việc nạo vét các sông suối, giếng khơi, ao hồ, tận dụng nguồn nước mặt tự nhiên còn lại, đào hố, lót tăng (vải bạt) để tái sử dụng nguồn nước tưới và ứng dụng các biện pháp tưới tiêu tiết kiệm nước

Tại thị trấn Dương Đông (Phú Quốc), dân cư sử dụng nước sinh hoạt từ hồ Dương Đông dung tích 5,2 triệu mét khối Nhà máy cấp nước Dương Đông công suất 16.500 mét khối/ngày, hiện chỉ cấp cho khu vực dân cư thị trấn này và một số

ít dân cư lân cận Tại thị trấn An Thới (Phú Quốc) và những nơi khác trên đảo, dân

cư chủ yếu sử dụng nước ngầm tầng nông chiều sâu giếng khoảng 30m và cấp nước từ chương trình nước sạch nông thôn từ các trạm cấp nước trong khu vực và các tổ chức có dự án đầu tư chủ yếu sử dụng nước dưới đất

Bên cạnh nguồn nước máy, các giếng khoan công nghiệp trên địa bàn cũng không đảm bảo đủ nhu cầu nước sinh hoạt nên đã xuất hiện tình trạng người dân phải mua nước sinh hoạt với giá 15.000 đồng/m3, tăng hơn gấp đôi so với thông lệ

và mức giá qui định của địa phương (Theo Nhu Giang, Báo tin tức, 2017)

3.3 Vấn đề suy thoái ô nhiễm môi trường nước:

Theo dự kiến, tổng dân số đến năm 2020 là 340.000 người, tổng lượng nước cấp 40.800 (m3/ngày), Lượng nước thải sinh hoạt 32640 (m3/ngày) Với lượng nước thải lớn như vậy nếu không có quy hoạch thu gom xử lý hợp lý, đây sẽ là nguyên nhân làm suy giảm chất lượng nước mặt, nước ngầm, tác động đến các hệ sinh thái xung quanh Nguồn nước được cấp từ 5 hồ chứa gồm hồ Dương Đông, hồ Suối lớn, hồ Cửa cạn, hồ Rạch tram, hồ Rạch cá, ngoài ra sử dụng thêm nước mưa, nước tái sử dụng do vậy nếu không thực hiện quy hoạch thu gom, cấp nước sẽ

không những ảnh hưởng từ lượng nước thải mà còn gây khó khăn cho việc sử dụng nguồn nước cấp

Mặt khác, vấn đề nhận thức chưa đầy đủ và thiếu thông tin của cộng đồng về an toàn nguồn nước mặt tại các vùng sinh thái, có thể dẫn đến tình hình khai thác quá mức thiếu kiểm soát và bảo vệ mà hậu quả là sẽ dẫn đến tình hình nước mặn xâm nhập vào đất liền, nguồn nước ngọt sẽ bị suy thoái

4 Tổng quan về hệ thống thu gom nước mưa trên thế giới:

Thực tế trên thế giới có rất nhiều đất nước xây dựng những hệ thống kênh mương vừa để giảm lũ lụt, đồng thời dẫn nước mưa cho những hoạt động nông nghiệp cũng như sinh hoạt Dưới đây là vài hình ảnh của những đất nước áp dụng những kiến trúc như thế Trong đó Singapore được biết đến như một đất nước thiếu hụt nước ngọt trầm trọng và đồng thời là đất nước trên thế giới áp dụng thành công nhất phương pháp này Bên cạnh đó so với đảo Phú Quốc thì Singapore có nhiều điểm tương đồng

4.1 Một vài ví dụ sử dụng kênh dẫn mưa trên thế giới:

Kênh Ala Wai là một đường thủy tạo nước ở Honolulu, Hawaii, nơi đóng vai

trò ranh giới phía bắc của khu du lịch Waikīkī dài 2.4 km Nó được tạo ra vào năm

1928 với mục đích cày ruộng lúa và đầm nước mà cuối cùng sẽ trở thành khu du lịch của Waikiki Nó cũng đóng vai trò như một hành lang thoát nước ban đầu cho các dòng sông và suối chạy qua trung tâm và phía đông Honolul

Hình 1.6 Kênh Ala Wai ở Hawaii

Kênh Caledonian kết nối bờ biển phía đông Scotland tại Inverness với bờ biển

phía tây tại Corpach gần Fort William ở Scotland Kênh được xây dựng vào đầu thế kỷ XIX bởi kỹ sư người Scotland Thomas Telford và là một kênh chị em của kênh Göta ở Thụy Điển, cũng do Telford xây dựng

Hình 1.7 Kênh Caledonian

4.2 Tổng quan về Singapore:

Singapore là một đất nước nằm ở phía Đông Nam Đông Nam Á Diện tích của Singapore khoảng 700 km2 và dân số khoảng 7000 người trên 1 km2 (2014) Khí hậu của Singapore thì nóng và ẩm với nhiệt độ dao động từ 23oC – 31oC Lượng mưa trung bình hằng năm là 2280 mm Nhu cầu sử dụng nước của Singapore là

380 Million Galons a Day (MGD) Kể từ khi Singapore không còn phụ thuộc năm

1965, Singapore hoàn toàn phụ thuộc vào nguồn nước khoáng từ việc nhập nước từ

các nước khác Hơn thế, sự tăng về dân số cũng như sự phát triển của Singapore như là một trung tâm khoa học đồng nghĩa việc sự tăng cao của nhu cầu nước uốn

và nước công nghiệp vào năm 2013 Cùng với sự thiếu hụt về lượng mưa đồng thời Singapore cũng bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi khí hậu và tác động đến sự bốc hơi nước của cơ thể Đồng thời với diện tích chỉ 700 km2 sự phát triển công nghiệp dẫn đến sự cạnh tranh lẫn nhau về diện tích đất công nghiệp Điều này sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển của các nhà máy sản xuất nước Cuối cùng tư duy về cách sử dụng nước và cách bảo tồn đồng thời cũng tác động đến cách quản lý của

Singapore (Theo: 2014-Report-Water2-Water-For-Life-x25ewu.) Trước năm 2060,

nhu cầu sử dụng nước của Singapore được dự đoán là sẽ gấp đôi 430 million gallons a day (mgd) now

Hình 1 8 Nhu cầu sử dụng nước của Singapore năm 20160

4.2.1 Nguồn cung cấp nước của Singapore:

Để giải quyết vấn đề thiếu hụt nguồn nước dùng, Sinagapore hiện đang thu nước từ 4 nguồn khác nhau (Four National Taps): vùng thu nước địa phương (local catchment area), nhập khẩu nước (imported water), NEWater, khử nước biển ( desailinated water)

Singapore là một số ít nước trên thế giới thu gom nước mưa trên một diện tích rộng và dùng như một nguồn cung cấp nước

Hình 1.9 Biểu đồ lượng mưa trung bình của Singapore ( 1869 – 2000)

(Theo Singapore Managing Stomwater For Water Resource And Flood

Control)

Hình 1.10 Nguồn sử dụng nước của Singapore

4.2.2 Tổng quan hệ thống thu gom nước mưa ở Singapore:

Lượng mưa trung bình hàng năm của Singapore là 2400 milimet Trừ 50% diện tích đất được sử dụng như một lưu vực nước, gần 40-50 phần trăm nhu cầu nước của nó được nhập khẩu Một số lượng công việc nghiên cứu và phát triển đã được thực hiện tại Singapore để tối đa hóa việc khai thác nước mưa

Singapore sử dụng hai hệ thống riêng biệt để thu thập nước mưa và nước sử dụng Với 2/3 số nước ở Singapore như lưu vực nước, nước mưa rơi vào các khu vực này được thu thập thông qua mạng lưới kênh rạch, kênh rạch, sông ngòi, hồ chứa nước mưa và hồ chứa trước khi được xử lý để cấp nước uống Điều này khiến Singapore trở thành một trong số ít quốc gia trên thế giới thu hoạch nước mưa bão

đô thị trên diện rộng để cung cấp nước

Singapore có khoảng 8.000 km cống, sông ngòi và kênh rạch Với sự thay đổi khí hậu, chúng ta có thể dự đoán sẽ phải hứng chiệu thời tiết khắc nghiệt hơn và không thể đoán trước được, với các cơn bão thường xuyên và dữ dội hơn Để tăng cường bảo vệ lũ lụt, PUB thông qua phương pháp tiếp cận "Source-Pathway-Receptor", xem xét các giải pháp lưu vực để đạt được mức độ bảo vệ lũ cao hơn Phương pháp tiếp cận toàn diện này giới thiệu tính linh hoạt và khả năng thích ứng với toàn bộ hệ thống thoát nước của Singapore, không chỉ đối với các đường cống

và kênh rạch thông qua đó nước mưa đi qua (ví dụ "Pathway") mà còn trong các khu vực gây ra dòng chảy nước mưa ("nguồn") và các khu vực có lũ lụt Có thể xảy

ra (ví dụ, "Receptor")

“Source – Pathway – Receptor’là phương pháp thu gom nước mưa chính với Source là những công trình lớn nhỏ dùng để thu gom nước mưa như kênh, rãnh, hệ thống thu gom nước mưa trên mái nhà và sau đó được vận chuyển bằng Pathway là những công trình như kênh, ngòi với công dụng chính là vận chuyển nước mưa sau khi thu gom từ những công trình nhỏ trước đó nằm rải rác khắp nơi về 1 vị trí gọi là Receptor là hồ chứa nước lớn Ngoài chức năng thu gom nước mưa thì chuỗi hệ thống Source – Pathway – Receptor còn có nhiệm vụ phòng chống lũ

Hình 1.10 Mạng lưới thu gom nước mưa tại đất nước Singapore bằng kênh

mương

Source: (nguồn) là những địa điểm mà nước mưa được lưu trữ Ví dụ như: detention tank: bể chứa

detention pond: ao chứa

rain garden: vườn trữ nước mưa

porous pavement: mặt đường xốp

centralized detention tank: bể chứa tập trung

Pathway: (đường dẫn nước mưa) bằng những đường dẫn mà nước mưa có thể vận chuyển từ nguồn đến nơi xử lý Có những kiểu Pathway như:

sea: biển (nơi nước lũ đổ ra )

diversion canal: kênh chuyển hướng

canal improvement: kênh cải thiện

Hình 1.11 Một vài hình ảnh các kênh ở Singapore

Receptor: là nơi chứa nước được thu gom từ Source để sẵn sàng xư lý và sử dụng

Hình 1.12 Hồ chứa Tamplnes B

Hình 1.13 Hồ chứa Inland

Các kênh mương dẫn nước mưa vào hồ chứa được xây dựng tại Singapore có thể đơn giản nhưng cũng có không ít công trình đẹp vừa góp phần tăng mĩ quan đô thị của đất nước Singapore lại giúp giảm thiểu lũ lụt và dẫn nước mưa vào hồ

Hình 1.14 Bản đồ vị trí vùng Bukit Timah

Bukit Timah - vùng trugn tâm đất nức Singapore đã từng chịu ảnh hưởng lớn của bão lũ, tuy nhiên chính phủ đất nước này đã phát triển một hệ thống kênh mương và ngày nay hệ thống kênh mương này đã được dùng như những kênh vận

chuyển nước mưa đến các hồ nước ngọt dự trữ để sẵn sàng cho việc xử lý và sử dụng Ngày nay thì Bukit Timah đẫ mang một diện mạo mới và trở thành vùng đất đông dân cư và phát triển

Các hệ thống kênh mương có diện tích khác nhau tùy thuộc vào điều kiện và tính chất dòng nước Ở những khu vực khác nhau thì sẽ xây dựng kỉu kênh mương khác nhau Hình dưới đây thuộc vùng Bukit Timah, thường xuyên bị lũ lụt trước đây, những vị trí địa lý khác nhau (được đánh số) sẽ được xây dựng kênh theo hình dáng và kích thước khác nhau

Hinh 1.15 Các kênh (Pathway) tại các vị trí điểm đánh số

Việc xây dựng các hồ chứa cũng được xem như là một trong những công trình lớn của Singapore vớ những hồ chứa có diện tích lên đến vài km2 Marina Barrage (MB) được xây dựng trên miệng kênh Marina Channel, tạo ra bể chứa số 15 của Singapore, và là trung tâm đầu tiên ở trung tâm thành phố

Với diện tích lưu vực 10.000 héc-ta, hoặc 1/6 theo quy mô Singapore, lưu vực Marina là hẻm núi lớn nhất và đô thị hoá nhất của đảo Cùng với hai hồ chứa khác, Marina Reservoir đã làm tăng lưu vực của Singapore từ 1/2 đến 2/3 diện tích đất của nước này Marina Barrage là viễn cảnh của ông Lee Kuan Yew (Thủ tướng Chính phủ đầu tiên của Singapore) hơn hai thập kỷ trước khi ông dự tính xây dựng

miệng Marina Channel để tạo ra hồ chứa nước ngọt (Theo trang PUB Singapore’s

National Water Agency) Dưới đâyy là một vài hình ảnh qui hoạch của cầu Marina

và hiện tại Hiện này cầu Marina là một trong những công trình kiến trúc nổi tiếng

ở Singaporre với tính khoa học cao

Hình 1.16 Mô hình hồ chứa và cầu Marina bang qua hồ

Một vài kênh hở đòi hỏi phải có biện pháp chống ô nhiễm nước, thì trông cây xung quanh cộng với ý thức bảo vệ môi trương cao, người dân ở đây luôn giữ cho nước trong kên được sạch

Hình 1.17 Trồng cây xanh xung quanh hồ chứa để chống ô nhiễm

Hình 1.18 Mô hình hồ chứa Bedok

Hình 1.19 Những hoạt động nổi trên bề mặt hồ

5 Tổng quan các phương pháp có thể áp dụng để xử lý nước mưa sau thu gom 5.1 Xử lý nước mưa bằng phương pháp cơ học:

5.1.1 Hồ chứa và lắng sơ bộ:

Chức năng của hồ chứa và lắng sơ bộ nước thô (nước mặt) là: tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình tự làm sạch như: lắng bớt cặn lơ lửng, giảm lượng vi trùng do tác động của các điều kiện môi trường, và làm nhiệm vụ điều hòa lưu lượng giữa dòng chảy từ nguồn nước vào và lưu lượng tiêu thụ do trạm bơm nước thô bơm cấp cho nhà máy xử lý nước Bể lắng sơ cấp có thể có hình chữ nhật hoặc hình trụ tròn, được trang bị thêm thiết bị gạt váng trên bề mặt và cặn dưới đáy bể, các thiết bị này đã được thương mại hóa nên trong giáo trình này không đề cập đến vấn đề tính toán thiết kế

Hình 1.20 Bể lắng sơ bộ hình chữ nhật

5.1.2 Song chắn rác:

Song chắn và lưới chắn đặt ở cửa dẫn nước vào công trình thu để giữ lại các chất thải rắn có kích thước lớn trong nước thải làm nhiệm vụ loại trừ vật nổi, vật trôi lơ lửng trong dòng nước để bảo vệ các thiết bị và nâng cao hiệu quả làm sạch của các công trình xử lý Kích thước tối thiểu của rác được giữ lại tùy thuộc vào khoảng cách giữa các thanh kim loại của song chắn rác Để tránh ứ

đọng rác và gây tổn thất áp lực của dòng chảy người ta phải thường xuyên làm sạch song chắn rác bằng cách cào rác thủ công hoặc cơ giới

Dựa vào khoảng cách các thanh, song chắn được chia thành 2 loại:

- Song chắn thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 ÷ 100 mm

- Song chắn mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 ÷ 25 mm

Hình 1.21 Song chắn rác

5.1.3 Bể lắng cát:

Nhiệm vụ của bể lắng cát là tạo điều kiện tốt để lắng các hạt cát có kích thước lớn hơn hoặc bằng 0,2 mm và tỷ trọng lớn hơn hoặc bằng 2,5 Bể lắng cát nhằm loại bỏ cát, sỏi, đá dăm, các loại xỉ khỏi nước thải Trong nước thải, bản thân cát không độc hại nhưng sẽ ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của các công trình và thiết bị trong hệ thống như ma sát làm mòn các thiết bị cơ khí, lắng cặn trong các kênh hoặc ống dẫn, làm giảm thể tích hữu dụng của các bể

xử lý và tăng tần số làm sạch các bể này Bể lắng cát thường được đặt phía sau song chắn rác và trước bể lắng sơ cấp Đôi khi người ta đặt bể lắng cát trước song chắn rác, tuy nhiên việc đặt sau song chắn có lợi cho việc quản lý bể lắng cát hơn Có ba loại bể lắng cát chính: bể lắng cát theo chiều chuyển động ngang của dòng chảy (dạng chữ nhật hoặc vuông), bể lắng cát có sục khí hoặc bể lắng cát có dòng chảy xoáy

Bể lắng cát chia làm 3 loại:

- Bể lắng cát ngang

- Bể lắng cát thổi khí

- Bể lắng cát ly tâm

Hình 1.22 Sơ đồ hoạt động của một bể lắng cát

Bể lắng có nhiệm vụ làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc để hoàn thành quá trình làm trong nước Bể lắng dùng để tách các chất không tan ở dạng

lơ lửng trong nước thải theo nguyên tắc trọng lực Các bể lắng có thể bố trí nối tiếp nhau Quá trình lắng tốt có thể loại bỏ đến 90 ÷ 95% lượng cặn có trong nước thải Vì vậy đây là quá trình quan trọng trong xử lý nước thải, thường bố trí xử lý ban đầu hay sau xử lý sinh học Để có thể tăng cường quá trình lắng ta thể thêm vào chất đông tụ sinh học Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phân thành: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng ly tâm, bể lắng lớp mỏng và bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng

Hình 1.23 Bể lắng ngang

Hình 1.24 Bể lắng đứng

Hình 1.25 Bể lắng ly tâm

5.1.4 Lọc:

Bể lọc được dùng để lọc một phần hay toàn bộ cặn bẩn có trong nước tùy thuộc vào yêu cầu đối với chất lượng nước của các đối tượng dùng nước Dưới đây là hình của 2 loại bể lọc thông dụng là bể lọc trọng lực (Hình 1.24) và bể lọc áp lực (Hình 1.25)

Hình 1.26 Bể lọc nhanh trọng lực

Hình 1.27 Bể lọc áp lực

Quá trình lọc nước là cho nước đi qua lớp vật liệu lọc với một chiều dày nhất định đủ để giữ lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn và vi trùng có trong nước Nước thải được đi qua các vật liệu lọc như

cát, thạch anh, than cốc, than bùn, than gỗ, sỏi nghiền nhỏ…Bể lọc thường làm việc với hai chế độ lọc và rửa lọc Quá trình lọc chỉ áp dụng cho các công nghệ

xử lý nước thải tái sử dụng cần thu hồi một số thành phần quý hiếm có trong nước thải Các loại bể lọc được phân loại như sau:

Bản chất của quá trình làm thoáng là hòa tan oxy từ không khí vào nước

để oxy hóa sắt hóa trị II, mangan hóa trị II thành sắt hóa trị III, mangan hóa trị

IV tạo thành các hợp chất hydroxyl sắt hóa trị III và hydroxyl mangan hóa trị

IV Mn(OH)4 kết tủa dễ lắng đọng để khử ra khỏi nước bằng lắng, lọc

Hình 1.28 Làm thoáng

Có hai phương pháp làm thoáng:

Đưa nước vào trong không khí: cho nước phun thành tia hay thành màng mỏng chảy trong không khí ở các dàn làm thoáng tự nhiên, hay cho nước phun thành tia và màng mỏng trong các thùng kín rồi thổi không khí vào thùng như ở các dàn làm thoáng cưỡng bức

Đưa không khí vào nước: dẫn và phân phối không khí nén thành các bọt nhỏ theo dàn phân phối đặt ở đáy bể chứa nước, các bọt khí nổi lên, nước được làm thoáng

Hỗn hợp hai phương pháp trên: làm thoáng bằng máng tràn nhiều bậc và phun trên mặt nước

5.2.2 Clo hóa sơ bộ:

Clo hóa sơ bộ là quá trình cho clo vào nước trước bể lắng và bể lọc Clo hóa sơ bộ có tác dụng tăng thời gian khử trùng khi nguồn nước nhiễm bẩn nặng, oxy hóa sắt hòa tan ở dạng hợp chất hữu cơ, oxy hóa mangan hòa tan để tạo thành các kết tủa tương ứng, trung hòa amoniac thành cloramin có tính chất tiệt trùng kéo dài, oxy hóa các chất hữu cơ để khử màu, ngăn chặn sự phát triển của rong, rêu, phá hủy tế bào của các vi sinh sản ra chất nhầy nhớt trên mặt bể lọc làm tăng thời gian của chu kì lọc

5.2.3 Keo tụ - tạo bông:

Keo tụ và bông cặn là quá trình tạo ra các tác nhân có khả năng kết dính các chất làm bẩn nước ở dạng lơ lửng thành các bông cặn có khả năng lắng được trong bể lắng hay kết dính trên bề mặt hạt của lớp vật liệu lọc với tốc độ nhanh và kinh tế nhất Khi trộn đều phèn với nước cần xử lý, các phản ứng hóa học và hóa lý xảy ra tạo thành hệ keo dương phân tán đều trong nước Khi được trung hòa, hệ keo dương này là các hạt nhân có khả năng dính kết với các keo

âm phân tán trong nước và dính với nhau tạo thành các bông cặn Do đó, quá trình tạo nhân kết dính gọi là quá trình keo tụ còn quá trình kết dính cặn bẩn và nhân keo tụ gọi là quá trình phản ứng tạo bông cặn