Đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp kiểm soát, nâng cao hiệu quả hồ điều tiết Đò Xu - tp Đà Nẵng

Tính cấp thiết của đề tài Trên Thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng, ao hồ đô thị có vai trò rất quan trọng như tạo cảnh quan mặt nước, điều hòa vi khí hậu, điều tiết nước mưa và xử

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯

LÊ THỊ KIỀU OANH

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT

GIẢI PHÁP KIỂM SOÁT, NÂNG CAO HIỆU QUẢ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học:

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt

nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật môi trường họp tại Trường Đại học

Bách khoa vào ngày 26 tháng 4 năm 2019

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Trung tâm Thông tin – Học liệu, Đại học Đà Nẵng

- Thư viện Trường Đại học Bách Khoa Đại học Đà Nẵng

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trên Thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng, ao hồ đô thị có vai trò rất quan trọng như tạo cảnh quan mặt nước, điều hòa vi khí hậu, điều tiết nước mưa và xử lý nước thải, … Một số hồ còn là nguồn cung cấp nước sinh hoạt, phục vụ nuôi trồng thủy sản, nông nghiệp; tạo không gian phục vụ nhu cầu tham quan, giải trí cho người dân

Ở nước ta, mặc dù nhận thức rõ về vai trò của hồ là rất quan trọng nhưng khi quy hoạch đô thị nhiều khi chúng ta thường xem nhẹ khâu tính toán diện tích cần thiết của hồ hoặc thu hẹp, san lấp diện tích hồ đã có sẵn thay vào đó bằng khu dân cư, thương mại, … Do

đó nhiều thủy vực bị mất, gia tăng ngập lụt Bên cạnh đó, nhiều hồ bị

ô nhiễm nặng do tiếp nhận một lượng lớn nước thải sinh hoạt, công nghiêp, dịch vụ vượt quá khả năng tự làm sạch của hồ

Thành phố Đà Nẵng là một đô thị phát triển nhanh chóng và vượt bậc trong khu vực miền Trung Sự phát triển nhanh chóng của Thành phố đã và đang tạo sức ép lớn đến cơ sở hạ tầng kỹ thuật, đặc biệt là hệ thống thoát nước, vệ sinh môi trường nước Mặc dù vấn đề thoát nước, xử lý nước thải của Thành phố đã được chú trọng đầu tư nhưng vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu do lượng nước thải thoát ra môi trường tăng mạnh Hiện nay hệ thống hồ điều tiết đang phải gánh chịu mức độ ô nhiễm lên mức báo động Nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý đổ vào hồ, rác thải,…Sự xuất hiện quá mức của các loại tảo xanh, tảo độc trong hồ; bùn cặn tích tụ gây nên sự bồi lắng Tất cả những vấn đề trên đã dẫn đến tình trạng ô nhiễm hồ, ảnh hưởng đến

hệ sinh thái, cảnh quan, hệ động thực vật sống dưới hồ và nhất là ảnh hưởng trực tiếp đến cuộc sống sinh hoạt của người dân sống xung quanh hồ

Hồ Đò Xu là một trong các hồ điều tiết có vai trò rất quan

trọng của Thành phố trong việc điều tiết nước mưa, điều hòa khí hậu Nằm trong lưu vực thoát nước của quận Hải Châu về Trạm xử lý nước thải Hòa Cường Tuy nhiên, hiện nay do nhiều yếu tố về kỹ thuật không đảm bảo, cũng như quản lý thoát nước không hiệu quả nên lòng hồ đã bị bồi lắng khá nghiêm trọng gây ô nhiễm môi trường nước khu vực lòng hồ và môi trường xung quanh, đồng thời làm giảm chức năng điều tiết của lưu vực khi có mưa lớn Do đó, để góp phần cải thiện chất lượng nước hồ, tạo cảnh quan môi trường đô thị,

điều tiết dòng chảy lưu vực thoát nước, tác giả chọn đề tài “Đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp kiểm soát, nâng cao hiệu quả hồ điều tiết Đò Xu - TP Đà Nẵng” làm đề tài nghiên cứu của mình

2 Mục tiêu nghiên cứu

2.1 Mục tiêu tổng quát

- Khảo sát, đánh giá hiện trạng hồ Đò Xu

- Đề xuất giải pháp cải thiện, nâng cao hiệu quả thoát nước hồ điều tiết

- Đo đạc chiều cao lớp bùn cặn lòng hồ

- Đưa ra giải pháp kiểm soát và nâng cao hiệu quả hồ điều tiết

Đò Xu góp phần bảo vệ môi trường

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Đánh giá được hiện trạng hồ Đò Xu

- Đề xuất các giải pháp kiểm soát và nâng cao hiệu quả hồ điều tiết Đò Xu, góp phần cải thiện chất lượng hồ và bảo vệ môi trường sinh thái

- Từ các số liệu tác giả đã nghiên cứu, phân tích sẽ đóng góp vào kho tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu tiếp theo về lĩnh vực

thoát nước và xử lý bùn thải đô thị

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4.1 Đối tượng nghiên cứu

- Hồ Đò Xu – phường Khuê Trung - quận Cẩm Lệ - TP Đà Nẵng

- Hệ thống thoát nước thuộc tuyến thu gom lưu vực trạm bơm HC5 – Q Hải Châu – TP Đà Nẵng

- Hệ thống cống bao thu gom nước thải tại lưu vực xung quanh

5 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện đề tài, tác giả sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:

- Phương pháp điều tra, khảo sát, đo đạc:

+ Khảo sát, đo đạt chiều cao bùn trong hồ Đò Xu và hệ thống thu gom nước thải tại lưu vực nghiên cứu

+ Điều tra bằng phiếu câu hỏi đã lập sẵn nhằm đánh giá tỷ lệ phần trăm đấu nối mạng lưới cấp 3, từ bể tự hoại của hộ gia đình đấu nối vào hệ thống thu gom nước thải lưu vực xung quanh hồ điều tiết

- Phương pháp lấy mẫu, phân tích: sử dụng các thiết bị đo để

đo các thông số liên quan cũng như lấy mẫu và phân tích chất lượng bùn cặn và mẫu nước tại phòng thí nghiệm để xác định tính chất, thành phần bùn cặn và nước

- Phương pháp thống kê: thống kê, thu thập các tài liệu, số liệu

liên quan đến điều kiện kinh tế, dân số, văn hóa xã hội của lưu vực nghiên cứu; thống kê, tổng hợp các kết quả phân tích đo đạc được

- Phương pháp kế thừa: kế thừa các kết quả nghiên cứu trong

và ngoài nước, có thể áp dụng trong nghiên cứu khoa học

- Phương pháp tổng hợp và xử lý số liệu: tổng hợp các nguồn

dữ liệu liên quan thu thập được, từ đó phân tích, tính toán để có những cơ sở những đánh giá chính xác

Hồ là vùng nước bao quanh bởi đất liền, thông thường là nước ngọt và có mực nước thay đổi theo mùa Hồ thường gồm 2 loại là hồ

tự nhiên và hồ nhân tạo, nguồn nước trong hồ thường được cấp bởi sông, suối, sự thoát nước mưa

Hồ đô thị là hồ nằm trong phạm vi của một đô thị và chịu ảnh hưởng của hệ sinh thái đô thị

1.1.1 Phân loại hồ

1.1.2 Vai trò của hồ

1.2 Hiện trạng các hồ điều tiết ở Việt Nam

Việt Nam là một quốc gia có rất nhiều hồ, khoảng 3500 hồ chứa có dung tích lớn hơn 0,2 triệu m3 Trong đó có 1976 hồ có dung tích hơn 1 triệu m3, chiếm 55,9% tổng số lượng hồ

Trong vài thập kỷ qua, quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh

chóng và sự gia tăng dân số nhanh đã tạo ra tác động môi trường tiêu cực đến ao hồ Nhiều hồ phải tiếp nhận lượng nước thải vượt quá khả năng tự làm sạch của nó Phần lớn các hồ trong nội thành ở trạng thái

ô nhiễm nặng và phú dưỡng

Thành phố Đà Nẵng hiện có khoảng hơn 30 hồ lớn nhỏ khác nhau với tổng diện tích mặt nước khoảng 1,8 km2 và dung tích chứa tối đa hơn 3,3 triệu m3 nước Các hồ này phân bố không đều trong phạm vi thành phố, tập trung vào một số quận, huyện như: Hải Châu, Thanh Khê, Hòa Vang, Liên Chiểu Hồ có diện tích lớn nhất là hồ Bàu Tràm, chiếm đến 20% tổng diện tích; 21 hồ có diện tích trên 20.000 m2 và còn lại là các hồ có diện tích nhỏ

Hiện nay một số hồ đang có dấu hiệu bị ô nhiễm chất hữu cơ như hồ Thạc gián – Vĩnh Trung, hồ Công viên, hồ Đảo xanh, hồ Đò

Xu, hồ Phước Tần Các hồ này chủ yếu nằm trong hoặc lân cận khu vực nội thành của Thành phố

1.3 Các biện pháp xử lý nước hồ bị ô nhiễm

1.3.1 Cải thiện môi trường nước hồ bằng giải pháp công trình

a Xây dựng hệ thống cống bao tách nước thải và nước mưa đợt đầu khỏi hồ

b Xây dựng trạm xử lý nước thải trước khi xả vào hồ

c Kè hồ

1.3.2 Cải thiện môi trường nước hồ bị ô nhiễm bằng biện pháp phi công trình

a Tăng cường quá trình pha loãng nước hồ với nước thải

b Tăng cường pha loãng nước nguồn với nước thải bằng biện pháp bổ cập nước sạch

c Làm giàu oxy cho hồ

d Tăng cường quá trình chuyển hoá các chất ô nhiễm trong hồ bằng thực vật thuỷ sinh

e Tăng cường quá trình chuyển hoá các chất ô nhiễm trong hồ

1.4.3 Sử dụng công nghệ IDRABEL trong xử lý ô nhiễm hồ Thanh Nhàn 2B, Hà Nội

1.4.4 Phục hồi và ổn định bền vững hồ Hoàn Kiếm

1.4.5 Một số nghiên cứu, ứng dụng khác trong việc xử lý ô nhiễm hồ

1.5 Khái quát đặc điểm thành phố Đà Nẵng

1.5.1 Đặc điểm tự nhiên

a Vị trí địa lý

b Đặc trưng khí hậu

c Đặc điểm thủy văn

1.5.2 Đặc điểm kinh tế, xã hội

CHƯƠNG 2 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG HỒ ĐIỀU TIẾT

ĐÒ XU – TP ĐÀ NẴNG 2.1 Vai trò của hồ Đò Xu

Giới thiệu tổng quan hồ Đò Xu

Hồ Đò Xu nằm ở phía Tây Nam thành phố Đà Nẵng, thuộc giáp ranh giới giữa phường Khuê Trung (Cẩm Lệ) và phường Hòa Cường Nam (Hải Châu) của Thành phố, với diện tích mặt hồ tính

theo mép bờ là 9,06ha trong đó diện tích mặt nước chiếm 6,85ha

Khu vực hồ giáp ranh với các tuyến đường sau:

- Phía Bắc: giáp đường Hồ Nguyên Trừng

- Phía Nam: giáp đường Cách Mạng Tháng 8

- Phía Đông: giáp công viên Thanh niên

- Phía Tây: giáp công viên Thanh niên

Hồ có độ sâu mực nước dao động từ 0,5 đến 1m; chịu ảnh hưởng chế độ thủy văn của sông Cẩm Lệ, sông Túy Loan và chế độ bán nhật triều mỗi ngày lên xuống 2 lần Vào mùa khô triều thường xâm nhập sâu vào hồ

Kết cấu bờ bao của hồ là đá hộc, xung quanh hồ có hệ thống cống bao thu gom tách nước thải sinh hoạt từ hệ thống thoát nước chung đưa về trạm xử lý nước thải tập trung Hòa Cường

Trong những năm gần đây hồ Đò Xu xuất hiện nhiều dấu hiệu ô nhiễm làm ảnh hưởng đến khả năng điều tiết nước mưa, tính

mỹ quan đô thị, hệ sinh thái hồ và đời sống người dân

Vai trò của hồ điều tiết Đò Xu đối với hệ thống thoát nước

TP Đà Nẵng

- Điều tiết nước mưa

- Đa dạng sinh học

- Xử lý nước thải

- Điều hòa vi khí hậu và tạo cảnh quan đô thị

2.2 Hiện trạng hệ thống thoát nước lưu vực hồ Đò Xu

2.2.1 Hệ thống cống bao thu gom nước thải ven hồ

Cống bao là tuyến ống chuyển tải nước thải nhằm thu gom toàn bộ nước thải khi không có mưa vào hệ thống thu gom để chuyển đến trạm xử lý

Hệ thống cống bao hồ Đò Xu gồm: 03 cửa xả, 21 hố ga thăm,

02 tuyến cống HDPE tự chảy, 01 tuyến cống HDPE áp lực và trạm bơm HC5

Hình 2.2 Hệ thống cống bao xung quanh hồ Đò Xu

Nước thải sinh hoạt được thu gom thường xuyên tràn ra ngưỡng tràn của các CSO thuộc cửa xả chảy vào hồ gây ô nhiễm hồ Bên cạnh đó tại các CSO này không lắp đặt lưới chắc rác nên khi nước thải tràn ra hồ sẽ cuốn theo nhiều rác thải

Bảng 2.3 Số liệu khảo sát tại các đoạn cống chuyển tiếp đổ về cửa

xả thuộc tuyến cống bao hồ Đò Xu

Nhận xét: Theo kết quả đánh giá trên cho thấy hệ thống cống

bao xung quanh hồ Đò Xu hiện vẫn đảm bảo khả năng thoát nước, độ đầy của cống còn ở mức độ cho phép Tuy nhiên, theo bảng số liệu trên ta thấy chiều cao lớp nước trong cống vẫn còn thấp và không dao động nhiều nhưng nước thải vẫn thường xuyên tràn ra cửa xả HC5A/1 Chứng tỏ đoạn cống này đang bị ứ đọng khá nhiều bùn và lượng bùn tăng dần theo thời gian

Thực tế bùn cặn thường dồn nhiều về đoạn gần cửa xả Đặc

HC

HC HC

biệt, chiều cao lớp bùn tại cửa xả HC5A/1 dao động khoảng 2/3 chiều cao ngưỡng tràn (hbùn HC5A/1 ≈ 0,35m) của cửa xả Khi lớp bùn cặn trong cống càng dày sẽ làm mức nước dâng cao và làm cho nước thải trong cống tràn ra ngoài cửa xả

* Lưu lượng nước thải đổ về trạm bơm HC5

Hình 2.5 Sơ đồ lưu lượng nước thải được bơm từ SPS HC5

- Tháng 9/2017, 12/2018 lưu lượng nước thải được bơm về Trạm thấp là do bơm bị hỏng, cần phải sửa chữa

- Lưu lượng nước thải trung bình tháng (năm 2018) là: 106.422 m3/tháng

- Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm (năm 2018) là: 3.547,4 m3/ngày đêm

2.2.2 Các tuyến cống thu gom lưu vực SPS HC5

- Tuyến cống áp lực từ trạm bơm HC5 đưa về Trạm XLNT

có kích thước đường kính DN250 không đáp ứng được khả năng thu

Lưu lượng nước thải SPS HC5

Tháng

m 3 /tháng

gom

- Trong 2 năm gần đây, các bơm chìm của trạm bơm HC5 hoạt động liên tục 24/24h trong ngày Điều này chứng tỏ trạm bơm đang hoạt động quá tải, không có thời gian nghỉ và hiện chưa lắp đặt bơm dự phòng

* Khảo sát các tuyến cống thu gom thuộc lưu vực trạm bơm HC5, gồm 2 nhánh chính:

- Nhánh 1: Tuyến cống dọc đường Lê Thanh Nghị bắt đầu từ ngã ba Tiểu La – Lê Thanh Nghị đến giếng tách nước mưa HC5A/1 nằm trong khuôn viên Thanh Niên

- Nhánh 2: Tuyến cống dọc đường Xuân Thủy đổ về giếng tách nước mưa HC5/1, HC5/2

.* Khảo sát đấu nối xả thải khu dân cư

Hình 2.10 Tỷ lệ sử dụng BTH

của hộ/đơn vị thoát nước

Hình 2.11 Tỷ lệ đấu nối NT từ BTH ra công trình bên ngoài nhà

* Nhận xét: Dựa vào kết quả bảng khảo sát và biểu đồ trên

cho thấy hầu hết các hộ thoát nước hiện nay có sử dụng bể tự hoại (97,3% tổng số hộ) Trong đó 69,1% số hộ có BTH tự thấm xuống đất và 30,9% số hộ đấu nối BTH vào hệ thống thoát nước chung Đối với nước thải xám, tỷ lệ hộ thoát nước đấu nối vào hệ thống thoát nước chung là 100%

Tỷ lệ hộ kinh doanh thực hiện xử lý sơ bộ nước thải trước khi đấu nối vào hệ thống thoát nước chung rất thấp, khoảng 3,6%

Tất cả các hộ thoát nước được khảo sát đều sử dụng nước máy để sinh hoạt Bên cạnh đó, khoảng 19% hộ có sử dụng thêm nước giếng khoan vào mục đích tắm giặt, rửa và tưới tiêu

Phần lớn các hộ khảo sát đều gặp phải vấn đề mùi hôi của hệ thống thoát nước chung (chiếm khoảng 80% hộ) Tình trạng cống thoát nước ngày càng xuống dốc, xuất hiện hư hại, vào mùa mưa có hiện tượng nước thải tràn lên mặt đường

2.3 Đánh giá chất lượng nước lưu vực hồ Đò Xu

2.3.1 Các nguồn gây ô nhiễm hồ điều tiết Đò Xu

a Nước mưa

b Rác thải sinh hoạt

c Nước thải sinh hoạt

d Đất tại mái taluy bị cuốn trôi cuốn xuống hồ

e Bùn đất bị cuốn trôi từ các CSO của hệ thống cống bao hồ

f Sự phát triển quá mức của bèo tây

2.3.2 Chất lượng nước lưu vực hồ Đò Xu

Tác giả đã tiến hành lấy mẫu nước tại các khu vực đánh giá, mẫu được lấy trong vòng 04 đợt tại trạm bơm HC5 và 05 đợt tại hồ

Đò Xu Vị trí lấy mẫu được thể hiện ở hình dưới, các điểm lấy mẫu

có đánh chấm tròn đen

Hình 1 Vị trí lấy mẫu tại khu vực nghiên cứu

- Thời gian lấy mẫu:

* Ghi chú: QCVN 40:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật

quốc gia về nước thải công nghiệp, cột B quy định khi xả vào nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt

- Chất lượng nước của hồ Đò Xu (Bảng 2.9)

+ Các thông số pH, DO, NO3– đều nằm trong giới hạn quy chuẩn cho phép

+ Chỉ tiêu TSS: giá trị này có sự dao động khác nhau, vào

thời điểm lấy mẫu đợt 2 có mưa nên TSS trong hồ cao hơn vượt trội

so với thời điểm không mưa ở các đợt còn lại Ở đợt 2 này, TSS vượt quy chuẩn cho phép ≈ 1,3 lần

Hình 2.24 Biểu đồ so sánh TSS giữa các đợt lấy mẫu nước ở hồ Đò Xu

+ Chỉ tiêu COD, BOD5: hàm lượng COD tương đối cao, vượt 1,5 ÷ 5 lần so với quy chuẩn; hàm lượng BOD5 vượt 2 ÷ 3 lần so với quy chuẩn Tại thời điểm có mưa, hàm lượng chất hữu cơ giảm đáng

kể do nước ở hồ và nước ở hệ thống thu gom được pha loãng; Tuy vậy, chất lượng nước trong hồ vẫn vượt giới hạn cho phép

Hình 2.25 Biểu đồ so sánh COD giữa các đợt lấy mẫu ở hồ Đò Xu

+ Chỉ tiêu PO43- và NH4+: đều vượt quy chuẩn cho phép Phosphat vượt khoảng 2 lần so với quy chuẩn; Amoni là thông số vượt cao nhất, khoảng 4 ÷ 6 lần so với quy chuẩn Khi có mưa, hàm lượng các chất dinh dưỡng này được pha loãng nên mức độ ô nhiễm

COD

mg/l

Đợt lấy mẫu