Nghiên cứu các giải pháp sử dụng nước mưa nhằm cấp nước bổ sung cho nhu cầu sinh hoạt khu vực thành phố hà nội

TÓM T ẮT Sự suy thoái nghiêm trọng về trữ lượng, chất lượng các nguồn nước hiện đang được thành phố Hà Nội khai thác để cấp nước phục vụ cho nhu cầu sản xuất, sinh hoạt của các đối tượng



ĐỀ TÀI KHOA HỌC CẤP CƠ SỞ NĂM 2008

NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP SỬ DỤNG NƯỚC MƯA NHẰM CẤP NƯỚC BỔ SUNG CHO NHU CẦU SINH HOẠT KHU VỰC

THÀNH PHỐ HÀ NỘI

BÁO CÁO TÓM T ẮT ĐỀ TÀI

HÀ NỘI, THÁNG 2/2009

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI



ĐỀ TÀI KHOA HỌC CẤP CƠ SỞ NĂM 2008

NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP SỬ DỤNG NƯỚC MƯA NHẰM CẤP NƯỚC BỔ SUNG CHO NHU CẦU SINH HOẠT KHU VỰC

THÀNH PHỐ HÀ NỘI

Chủ nhiệm đề tài: Ths Giang Thị Thu Thảo

Tham gia thực hiện: GV Nguyễn Việt Anh

GV Nguyễn Thế Anh Ths Nguyễn Thị Hằng Nga

KS Đào Hoàng Anh

HÀ NỘI, THÁNG 2/2009

TÓM T ẮT

Sự suy thoái nghiêm trọng về trữ lượng, chất lượng các nguồn nước hiện đang được thành phố Hà Nội khai thác để cấp nước phục vụ cho nhu cầu sản xuất, sinh hoạt của các đối tượng sử dụng nước trên địa bàn thành phố đã gây ra nhiều khó khăn cho điều kiện sống của người dân và ảnh hưởng đến sự phát triển bền vững của nền kinh

tế Công tác nghiên cứu đề xuất các giải pháp bổ sung nguồn nước khai thác để khắc phục thực trạng nói trên là rất cần thiết Với lượng mưa bình quân hàng năm ở mức cao thì nguồn nước mưa tự nhiên được xem là một nguồn nước quý giá cần được khai thác sử dụng Với việc sử dụng các phương pháp nghiên cứu khoa học khác nhau như phương pháp điều tra phân tích tổng hợp nguyên nhân hình thành, phương pháp phân tích thống kê, phương pháp mô hình khí tượng thủy văn và phương pháp chuyên gia,

đề tài nghiên cứu khoa học cấp cơ sở: “Nghiên cứu các giải pháp sử dụng nước mưa

nhằm cấp nước bổ sung cho nhu cầu sinh hoạt khu vực thành phố Hà Nội” đã tính

toán nhu cầu sử dụng nước cho sinh hoạt, tiềm năng nguồn nước mưa, phân tích chất lượng nguồn nước mưa để đánh giá khả năng đáp ứng nhu cầu sử dụng nước cho sinh hoạt của nguồn nước mưa, đồng thời đề xuất các mô hình sử dụng nguồn nước mưa hiệu quả cho vùng nghiên cứu Kết quả của đề tài nghiên cứu đã đánh giá được khả năng đáp ứng nhu cầu sử dụng nước cho sinh hoạt từ nguồn nước mưa là rất đáng kể Bên cạnh đó đề tài đã đề xuất các mô hình thu gom và xử lý nước mưa khác nhau cho vùng nghiên cứu Với hiệu quả cao về các khía cạnh kinh tế, xã hội, môi trường thì việc nghiên cứu khai thác sử dụng nước mưa cho vùng nghiên cứu là rất cần thiết và cần được tính toán nghiên cứu chi tiết hơn để đưa ra các mô hình sử dụng nước mưa phù hợp cho các hộ gia đình và các đơn vị trên địa bàn thành phố

MỤC LỤC

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 4

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 6

1.1 Đặt vấn đề 6

1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước có liên quan 6

2 Việt nam 9

1.2 Mục tiêu của đề tài 11

1 Mục tiêu tổng quát 11

2 Mục tiêu cụ thể 11

1.3 Cách tiếp cận nghiên cứu 11

1.4 Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu 11

1 Vật liệu nghiên cứu 11

2 Nội dung nghiên cứu 12

3 Phương pháp nghiên cứu 12

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM CHUNG VÙNG NGHIÊN CỨU 13

2.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội 13

1 Quận Đống Đa 14

2 Quận Ba Đình 14

3 Quận Cầu Giấy 15

4 Quận Hai Bà Trưng 15

5 Quận Tây Hồ 16

6 Quận Hoàn Kiếm 16

7 Quận Thanh Xuân 16

2.2 Đánh giá hiện trạng cấp nước cho khu vực nghiên cứu 17

1 Về trữ lượng nước cấp 17

2 Về chất lượng nước cấp 19

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NƯỚC VÙNG NGHIÊN CỨU 21

3.1 Dự báo nhu cầu dùng nước sinh hoạt 21

1 Cơ sở dự báo 21

2 Dự báo nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt 21

3.2 Tính toán tiềm năng nước mưa vùng nghiên cứu 22

1 Chọn trạm, tần suất thiết kế và thời đoạn tính toán 22

2 Tính to án mô hình mưa thiết kế 23

3 Tính toán tiềm năng nước mưa 24

3.3 Tính toán cân bằng nước 25

CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT CÁC MÔ HÌNH THU GOM VÀ XỬ LÝ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MƯA CHO VÙNG NGHIÊN CỨU 26

4.1 Đề xuất các mô hình thu gom nước mưa 26

1 Mô hình thu gom nước mưa quy mô hộ gia đình 26

2 Mô hình thu gom nước mưa cho các khu nhà tập thể, khu chung cư 27

3 Mô hình thu gom nước mưa cho các công trình dịch vụ công cộng 28

4 Xác định các thông số kỹ thuật của các hạng mục trong mô hình thu gom nước mưa 28

4.2 Mô hình xử lý chất lượng nguồn nước mưa cho khu vực theo tiêu chuẩn chất lượng nước sạch của Việt Nam 30

1 Đánh giá chất lượng nước mưa khu vực nghiên cứu 30

2 Đề xuất các mô hình xử lý chất lượng nguồnnước mưa 30

3 Quy trình quản lý, vận hành hệ thống thu gom nước mưa, những khuyến cáo khi thu gom và sử dụng nước mưa 33

CHƯƠNG 5: HIỆU QUẢ CỦA GIẢI PHÁP THU GOM VÀ SỬ DỤNG NƯỚC MƯA

CHO VÙNG NGHIÊN CỨU 34

5.1 Hiệu quả kinh tế 34

5.2 Hiệu quả về khía cạnh xã hội 35

5.3 Hiệu quả về khía cạnh môi trường 36

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 36

TÀI LIỆU THAM KHẢO 38

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Thông thường mọi người thường thích những ngày nắng hơn ngày mưa Bầu trời trong xanh sẽ mang đến cảm giác tươi sáng Khi trời mưa, hầu như chúng ta không muốn ra ngoài vì đường trơn trượt Và điều tồi tệ nhất là rất có thể mưa lớn sẽ gây ra lụt lội, xói mòn, lở đất Tuy nhiên chúng ta không thể sống thiếu mưa Vì nước mưa mang lại sức sống cho cây cỏ, hoa lá và con người Nước mưa cần cho sự sống của mọi loài sinh vật vì nó được tạo thành từ mẹ thiên nhiên tươi đẹp

So với nhiều nước trên thế giới, tài nguyên nước mưa nước ta khá phong phú, nhiều hơn khoảng 2,5 lần so với lượng mưa trung bình Trái đất (800 mm) và châu Âu (789 mm) Trung bình hằng năm, mỗi người dân nhận được khoảng 8.125 m3 nước mưa Nhưng một thực tế là chúng ta luôn coi trọng mưa ở thượng nguồn bằng việc xây dựng các hồ chứa nước lớn, còn mưa trong các thành phố tiếp tục đổ xuống cống như một nguồn nuớc tiềm năng Nhiều thành phố lớn ở nước ta như Hà Nội, TP.HCM, vẫn chưa tận dụng được nguồn nước này trong khi chỉ tính ở TP.HCM, lượng nước mưa một năm đã tới gần 1 tỉ m3

Mặc dù đã sửa sang các cống thoát nước để làm giảm lụt lội trong thành phố, nhưng hiện tượng tắc cống và lụt lội trong nội thành vẫn xảy ra khi mực nước của các con sông nhỏ và vừa dâng lên khi mưa to Các đường phố trong nội thành được phủ ngày càng nhiều bê tông và nhựa đường do vậy nước mưa không thể thấm vào lòng đất Hậu quả là 1 lượng lớn nước mưa đổ vào cống thoát nước cùng 1 lúc dẫn tới úng ngập thường xuyên Như vậy ô nhiễm môi trường rất nghiêm trọng và ảnh hưởng lớn đến đời sống kinh tế, xã hội

Trước tình trạng trên, những việc phải làm từ bây giờ đó là coi lượng nước mưa

mà chúng ta đang tiếp tục đổ xuống cống như là một nguồn nước tiềm năng, làm nhiều các "đập nước nhỏ" (bể chứa nước mưa) ở các khu đô thị một cách triệt để, cố gắng lập

kế hoạch xây dựng hệ thống cung cấp nước độc lập Đây là những mục tiêu cơ bản của chúng ta nhằm tận dụng nước mưa Làm được như vậy chúng ta có thể kiểm soát lụt lội trong thành phố bằng cách lưu giữ nước mưa trên các mái nhà và trên mặt đất, cho chúng thấm xuống đất Nước mưa trữ được có thể dùng trong các trường hợp khẩn cấp cho phép chúng ta bảo đảm tự cung cấp nước ở một mức độ nào đó

Một minh chứng nghe thì bất hợp lý nhưng thực tế là vậy: Đó là hàng ngàn hộ dân “khát nước sạch” giữa mùa mưa lũ, chính vì vậy giải pháp nguồn nước mưa chưa qua xử lý không đảm bảo nhưng vào thời điểm mưa lụt nguồn nước đó vẫn giúp người dân có nước để sinh hoạt tạm

Những ngày mưa lũ kéo dài là như vậy còn những ngày nắng nóng kéo dài thì nạn ô nhiễm nhiệt trực tiếp ảnh hưởng tới sức khoẻ của cộng đồng Tốc độ đô thị hoá

ngày càng cao thì các hệ thống giao thông ngày càng được cứng hoá Hội chứng nhựa đường/ bê tông này ảnh hưởng xấu tới sức khỏe của con người và hệ sinh thái Mặc dù

số ngày trời nắng gắt chỉ tăng lên chút ít trong vòng 100 năm qua nhưng số đêm mùa

hè oi bức đã không ngừng tăng lên trong 60 năm qua Khả năng dẫn nhiệt của bêtông/nhựa đường rất cao và chúng hấp thụ nhiều nhiệt hơn vào những ngày giữa hè nắng nóng Vì vậy gây ra bức xạ nhiệt từ nhựa đường/bêtông khi đêm về Thật là tuyệt khi trong những ngày oi bức như vậy mà có những hồ chứa nước trong mát Điều này chúng ta hoàn toàn làm được nếu có 1 hệ thống thu gom nước mưa hoàn hảo Những

bể chứa nước mưa ngầm trong lòng đất sẽ tích nước mưa và có vài trò như 1 hồ điều tiết nhỏ hấp thụ bức xạ nhiệt từ nhựa đường / bê tông Chỉ cần tính toán hợp lý là chúng ta sẽ có được hồ chứa nước không những điều hoà khí hậu cho khu vực mà ở mức độ nào đó chúng ta có thể sử dụng chính nước trong hồ để làm công tác vệ sinh môi trường như tưới cây, rửa đường hỗ trợ cho nguồn nước ngầm đang có nguy cơ bị cạn kiệt

Một vấn đề khác đó là mặt đường nhựa/bêtông cản trở sự thấm nước mưa do vậy nước ngầm không được bổ sung và trở nên khô cạn Hiện nay ở các khu đô thị nói riêng và cả nước ta nói chung nhu cầu nước cũng đang tăng vọt do mật độ dân số tăng nhanh, dẫn đến việc bơm rút nước dưới đất quá mức gây sụt lún nghiêm trọng Thạc sĩ

Hồ Phi Long, bộ môn Tài nguyên nước và môi trường, Đại học Bách khoa TP.HCM, cảnh báo: "Với tốc độ khai thác nước ngầm như hiện nay, khoảng 10 năm nữa, mặt đất

sẽ lún 40cm trở lên Bên cạnh việc kiểm soát tình trạng bơm hút nước ngầm thì cần phải tìm nguồn nước bổ sung Như vậy việc xây dựng hệ thống thu gom nước mưa lại

có thêm 1 ý nghĩa mới

Có thể nói tuyên truyền để người dân không lãng phí nước mưa giờ đây thiết nghĩ cũng cấp bách như công tác quản lý, sử dụng, khai thác nước ngầm trong công tác bảo vệ môi trường Hãy thu gom, dự trữ và sử dụng nước mưa, sau đó thì trả chúng về với mẹ thiên nhiên để cải thiện môi trường bằng cách cho nước thấm xuống lòng đất Làm vậy sẽ phục hồi được sự tuần hoàn nước tự nhiên, làm cho thành phố trở thành nơi mọi người sống hài hòa và gìn giữ nước mưa như di sản cho các thế hệ mai sau

Không nên sử dụng nước mưa theo cách đơn lẻ ở từng nơi, từng hộ mà phải được áp dụng cho cả một vùng hoặc cả một cộng đồng thì mới đem lại hiệu quả sử dụng cao Đặc biệt các thành phố cần phải thúc đẩy việc tận dụng, lọc nước mưa để đảm bảo tự cung cấp nước để khôi phục, bảo vệ sự tuần hoàn luân chuyển nước trong khu vực Đây là những bước đầu tiên để tạo nên các thành phố bền vững

Từ những thực tiễn trên một yêu cầu bức thiết được đặt ra là chúng ta phải làm quy hoạch hệ thống thu gom nước mưa cho các thành phố, các khu đô thị để giảm

thiểu tác hại do nước mưa mang đến và tận dụng tối đa nguồn nước tự nhiên này phục

vụ cho các nhu cầu sử dụng nước

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Đặt vấn đề

1 Tình hình nghiên c ứu ngoài nước có liên quan

a Kinh nghi ệm của Nhật Bản

Vào mùa hè năm 1994, Nhật Bản bị thiếu nước nghiêm trọng Tháng 8 năm đó, hội nghị về sử dụng nước mưa quốc tế do Nhật Bản đăng cai đã được tổ chức tại TP Sumida, Tokyo với chủ đề "Sử dụng nước mưa để cứu Trái đất - Xây dựng mối quan

hệ thân thiết với nước mưa ở các thành phố"

Hội thảo có hơn 8.000 người trên toàn nước Nhật tham gia, do Ban điều hành hội nghị sử dụng nước mưa tại Tokyo, chính quyền TP Sumida và Hiệp hội các hệ thống thu gom nước mưa quốc tế tổ chức Nhật Bản còn tổ chức một cuộc thi thu hút các ý tưởng sử dụng nước mưa trên khắp thế giới và đã nhận được nhiều ý tưởng sáng tạo tuyệt vời, 116 từ Nhật Bản và 7 từ nước ngoài Vấn đề là cách nhìn của chúng ta về nước mưa cũng sẽ phải thay đổi, không thể lãng phí nước mưa

Có thể chứa nước mưa trong những bể lớn đặt cố định trên mặt đất tại những địa điểm có tính chiến lược Nên hạn chế lượng nước mưa chảy xuống các cống và rãnh thoát nước xung quanh nhà hoặc hai bên đường phố Lương nước mưa được lưu giữ lại

có thể sử dụng trong cộng đồng như tưới cây, và trong trường hợp khẩn cấp, có thể dùng lượng nước mưa dự trữ này để chữa cháy hoặc thậm chí có thế thay thế nước ăn: Mỗi bể chứa nên được lắp đặt thêm một chiếc bơm tay và một cái vòi nhỏ để bất cứ ai cũng có thể sử dụng nước vào bất cứ lúc nào Bể chứa nước loại này được gọi là

"Tensuison" có nghĩa là "trân trọng nguồn nước mưa Chúa đã ban tặng"

Khi bạn dạo quanh quận Ichitera- Kototoi thuộc TP Sumida, đi ngang qua đường phố Eco-Roji - đường phố sinh thái (Roji theo tiếng Nhật có nghĩa là "đường phố") và

sẽ thấy đường phố có tên Rojison - theo nghĩa đen là "tôn trọng các ngõ hẹp" Phố Roiison có một bể chứa nước mưa ngầm với dung lượng tối đa 10 mét khối, có lắp đặt thêm bơm tay Nguồn nước này được dùng tưới cây và được xem như hệ thống chứa nước mưa cho cộng đồng dùng trong trường hợp khẩn cấp

Các ý tưởng về Tensuison được nêu trong cuốn sách "Quan điểm về ốc đảo Sumida" đã trở thành hiện thực dưới nhiều hình thức khác nhau tại vùng Ichitera-Kototoi Dưới đây là 1 vài ý tưởng tuyệt vời được trích dẫn:

Khôi phục trở lại các con kênh nhỏ trước đây để có thể xả lượng nước dư thừa khi mưa lớn kéo dài vào hệ thống kênh thoát này, một phần nước sẽ bị ngấm xuống

đất Nước dư thừa có thể chảy tràn ra từ bể chứa vào các con kênh qua một máng chảy Tuy nhiên khi các bể chứa cạn nước thì nước lại có thể chảy ngược từ các kênh thoát này vào các bể chứa Máng chảy được thiết kế như một thác nước theo kiểu bậc thang

xung quanh các bể chứa kiểu "Tensuison" nên đặt các khối vật liệu thấm nước được để khi nước trong bể chứa thừa có thể chảy tràn ra và ngấm được xuống đất Hiện nay do

có quá nhiều đất bề mặt bị bao phủ bởi lớp nhựa đường hoặc bê tông và bê tông bị chôn sâu trong lòng đất, do đó chu trình nước bị gián đoạn và các tầng chứa nước dưới đất cũng bị tụt giảm lượng nước Sự thiếu hụt lượng nước ngầm làm giảm áp suất địa tĩnh và cũng là nguyên nhân gây sụt lún các tầng đất Vì vậy, việc để nước mưa thấm được xuống lòng đất cũng là một mục đích quan trọng của việc sử dụng nước mưa

Ở cuối các kênh thoát cũng nên đặt các khối vật liệu có thể thấm nước Nên sử dụng đá tảng để ke bờ của các kênh thoát này thay vì sử dụng các khối bê tông Hơn nữa, bờ các con kênh cũng nên được ke dốc thoai thoải để người dân có thể dễ dàng lấy nước Mục đích lý tưởng nhất của việc sử dụng đá để ke bờ kênh là tạo nên môi trường cho cua và cá sống trong các kẽ hở của những khối đá Nếu chỉ dùng bê tông thì khi dòng nước chảy qua ta sẽ không khám phá được vẻ đẹp của nó

b Mái thu gom nước mưa Bostwana và các thiết bị thay thế mới

Tại Trung tâm công nghệ Bostwana (BTC) người ta đang phát triển và hướng dẫn nhiều công nghệ khác nhau để giúp cộng đồng dân địa phương: làm thế nào để sử dụng công cụ cô đặc nước thải bằng năng lượng mặt trời, bơm nước ngầm bằng sức gió, kỹ thuật ứng dụng nước mưa Bản thân tòa nhà BTC cũng đã được xây dựng để minh họa cho cách sử dụng nước mưa Nước mưa chủ yếu được thu gom từ mái nhà của những tòa nhà chính và điểm đỗ xe có mặt bằng lớn Trong hệ thống thu gom, người ta lắp đặt thêm những màng lọc để loại bỏ cặn bẩn trong nước mưa Điểm nổi bật nhất là nước mưa cũng được thu gom từ một chiếc mái hắt Một mái hắt được gắn vào mái hiên cũ và có thể ngăn chặn ánh nắng hắt ra từ của sổ bằng cách đóng và mở Thêm vào đó, nó cũng có thể đáp ứng được việc thu gom nước mưa khi đóng lại Phía bên ngoài cửa sổ là một giàn nho giúp ngăn chặn bức xạ nhiệt trong mùa hè Dưới chái tòa nhà là bể chứa nước mưa có thể làm cho sàn nhà mát hơn Nguồn nước mưa này sẽ

sử dụng cho các nhà vệ sinh và cũng được bơm bằng một chiếc bơm tay để tưới cây

c Các thành phố ở Đức khuyến khích sử dụng nước mưa

Tại nhiều thành phố ở Đức, nước ngầm hạn chế được sử dụng làm nguồn nước cấp đầu vào để sản xuất nước máy thành phố, ở Osnabruck và Erlangen việc tận dụng nước mưa có chức năng bảo tồn nước ngầm hạn chế vì tận dụng nước mưa dẫn đến giảm việc bơm nước ngầm lên Mặc dù nước Đức có lượng mưa bằng nửa Nhật Bản nhưng cả người dân và chính quyền thành phố đều tích cực xúc tiến sử dụng nước

mưa; chính quyền thành phố cũng đang tài trợ phát triển việc tận dụng nước mưa Hệ thống tận dụng nước mưa ở Đức về cơ bản giống với ở Nhật Bản: nước mưa được hứng từ các mái nhà, được chứa trong bể chứa ngầm làm bằng bêtông với sức chứa 6m3 và nước mưa này được sử dụng cho các công trình vệ sinh, giặt giũ quần áo và các mục đích khác Nước mưa chảy tràn ra khỏi bể chứa sẽ thấm vào lòng đất để tái sinh nước ngầm

d Vỉa hè tự động thu nước mưa ở Nam Australia

Các bãi đỗ xe, sân và các khoảng không lát gạch một ngày nào đó có thể tự thu nước mưa, làm sạch và dẫn tới các bồn chứa nước ngầm dưới đất để sử dụng, các nhà nghiên cứu tiết lộ ý tưởng mới "Chúng tôi đang cố gắng tận thu nguồn nước không được tính đến trước đây”

Đường cao tốc, đường hẻm và các con phố chiếm tới 60% bề mặt không thấm nước của đô thị Và lượng nước chảy tràn qua chúng gây ngập lụt cũng như ô nhiễm các đường ống dẫn nước của chúng ta Cho tới nay, việc thu nước mưa từ các bề mặt này được xem là khó khăn hơn nhiều so với thu nước từ các mái nhà

Ở nước này cũng đang phát triển một hệ thống gạch lát bằng bê tông xốp, cho phép nước chảy tràn qua ngấm xuống các bể ngầm bên dưới (được làm từ các kim loại

mạ kẽm hoặc một chất dẻo mềm có đổ sỏi) Nước sau đó sẽ được tái sử dụng cho tưới tiêu, lau dọn và dùng trong toilet

e Sử dụng nước mưa ở Thái Lan

Ở các vùng nông nghiệp miền Đông Bắc Thái Lan, không có sông lớn chảy qua

Do sự xâm thực của biển vào đất liền làm nước ngầm ở đây không uống được vì nhiễm mặn Kết quả là ở khu vực này, người dân đã sử dụng nước mưa từ rất lâu Lượng mưa hàng năm vào khoảng 1300mm, nhưng vào mùa khô từ tháng 10 đến tháng 1 rất ít mưa Nước mưa chỉ được hứng khi mùa mưa tới Các bể chứa nước mưa dung tích 11m3, các vại chứa nước 0,6m3 và các bình chứa nước nhỏ hơn đã được dùng để dự trữ nước mưa

Bể chứa nước mưa ở Thái Lan trước đây được làm bằng bêtông cốt bằng tre, nhưng vì những con mối ăn tre làm cho nước bị rò rỉ ra ngoài nên ngày nay sử dụng mẫu chuẩn

là bêtông cốt sắt Một số bể chứa ở Thái Lan có thể loại bỏ lượng mưa ban đầu Một thùng chứa dùng để lắng có đáy có thể tháo rời được lắp bên ngoài dưới đáy bể chứa nước mưa và lượng mưa ban đầu chảy vào thùng này qua một cái ống; sau khi mưa được một lúc, đáy của ống này đóng lại và bể chứa bắt đầu chứa nước mưa

f Tiết kiệm nước và tận dụng nước mưa ở Singapore

Từ lâu nay, Singapore đã mua nước của Malaysia Năm 1992, nước này bắt đầu

sử dụng nước mưa ở sân bay Changi Nước mưa được lấy từ đường băng và được sử

dụng cho vệ sinh Trên thực tế lượng nước cho sinh hoạt của Singapore ngày càng cao, nhưng số tiền nước của mỗi hộ gia đình phải chi hàng tháng càng ngày càng giảm Ở đây hoàn toàn không có chuyện chính phủ trợ giá nước sinh hoạt, mà do từng người dân tiết giảm sự lãng phí nước Công cuộc vận động toàn dân tiết kiệm nước trong sinh hoạt của Singapore không chung chung mà rất cụ thể

Singapore, cùng với huyền thoại về giảm thiểu lãng phí nước trong sinh hoạt trong mỗi gia đình ở tầm “vi mô”, là huyền thoại Chương trình nước mưa của chính phủ ở tầm vĩ

mô “Vấn nạn: Nước Cách hóa giải: Nước mưa”, “Nước cho tất cả: Giữ gìn, coi trọng , được thụ hưởng”, cùng nhiều khẩu hiệu tương tự khác, liên tục trong những năm qua được các phương tiện truyền thông đại chúng của Singapore cổ súy với tần suất rất dày Điều ít ai ngờ rằng, hiện 80% lượng nước sinh hoạt của sân bay quốc tế Changi, Singapore có nguồn từ nước mưa

Singapore tận thu nguồn nước mưa theo quy trình công nghiệp hiện đại: mưa xuống, quản lý nguồn nước thu được, cho chảy vào những kênh thoát và hồ tự nhiên,

xử lý thành nước uống và cung cấp cho sinh hoạt và sản xuất công nghiệp Tiếp theo là thu gom nước đã qua sử dụng vào các kênh, xử lý nước thải, cho thoát ra biển, bốc hơi tạo nên những trận mưa Nước từ công đoạn xử lý nước thải, có thể chuyển đến trạm phân loại nước đã qua sử dụng, chuyển vào bổ sung cho nguồn nước sinh hoạt

Phát kiến “nhất cử lưỡng tiện này” đã giúp Singapore có thêm một nguồn nước mới,

rẻ hơn rất nhiều, đồng thời giải quyết triệt để nạn ngập nước vào mùa mưa, thường xuyên xảy ra hàng năm ở đảo quốc này 20 năm trước Có thể nói sự phồn vinh của con rồng châu á này, do nhiều nguyên nhân, nhưng chính yếu vẫn là đi lên từ nội lực Khi điều kiện sống đã ở mức “hơn người”, từng người dân vẫn cần kiệm từng giọt nước, thực sự là một huyền thoại Singapore

2 Việt nam

Từ xa xưa chúng ta đã biết tận dụng nước mưa để phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt Nhưng việc thu gom nước mưa còn mang tính chất tự phát và phát tán đơn lẻ Nhiều vùng quê ở Việt Nam do chất lượng nước ngầm không đảm bảo người dân đã sử dụng các bể chứa để tích nước mưa quanh năm chỉ dùng cho việc nấu ăn và đun nước uống Nước mưa được thu từ mái nhà sau đó qua hệ thống ống dẫn vào bể chứa nước ở nhiều vùng không có điều kiện xây bể thì dùng các dụng cụ khác như: chum, vại chứa nước

Thời gian gần đây do tình trạng khan hiếm nước xảy ra, Việt Nam đang chuẩn bị được xếp vào hàng các quốc gia thiếu nước nghiêm trọng trong nước có nhiều sáng kiến sử dụng nước mưa như:

a Trữ nước mưa trên cát

Việt Nam có lượng mưa rất cao, khoảng 1976 mm/năm, cao hơn rất nhiều so với lượng mưa bình quân toàn lục địa châu á Gần 100% gia đình nông thôn đều hứng nước mưa nên nguồn nước này thực sự là cứu cánh, tuy nhiên đến nay vẫn chưa có công trình nghiên cứu có hệ thống về nước mưa Trong một dự án khoa học công nghệ

thuộc chương trình mục tiêu quốc gia, TS Nguyễn Bá Trinh (Viện hóa học, thuộc Viện khoa học và công nghệ Việt Nam) đã chủ trì thực hiện thành công công nghệ

“Trữ nước mưa trên cát” với chi phí thấp và dễ dàng thực hiện

Công nghệ “Trữ nước mưa trong hồ cát” mang tính ưu việt, tránh được sự thẩm thấu, nhiễm mặn, giảm chi phí dự trữ, khai thác triệt để tài nguyên nước mưa, góp phần giải quyết nguồn nước cho vùng biển, hải đảo Công nghệ trữ nước mưa này cũng có thể áp dụng cho nhiều vùng khác với điều kiện có nguồn cát Người dân có thể

tự làm hồ trữ nước với quy trình đơn giản, thời gian sử dụng vài chục năm, chi phí chỉ vài triệu đồng tùy theo khối lượng nước trữ Chất lượng nước trữ đáp ứng nhu cầu nước sinh hoạt (ăn, uống)

Hồ chứa đầy cát, sâu 2 - 3 m, đáy và thành hồ được xử lý bằng vật liệu chống thấm Diện tích đào hồ cát tùy theo nhu cầu sử dụng và lượng mưa tại địa phương Nếu nhu cầu là 100 m3 nước trong 1 năm và lượng mưa trung bình hàng năm là 1.660 mm (1,66 m) thì diện tích hồ cát phải đào là 60,24 m2 (100:1,66) Để chứa hết lượng nước mưa này hồ cát cần thể tích 300 m3 Tuy nhiên do một lượng nước được sử dụng bớt hàng ngày nên thể tích chứa chỉ cần khoảng 150 - 200 m3 Do đó độ sâu của hồ cát vào

Công nghệ này đã áp dụng tại huyện đảo Cát Hải (Hải Phòng) và sắp triển khai tại huyện ven biển Thạnh Phú (Bến Tre)

b Hệ thống hố ga thu nước mưa và ngăn mùi

Hệ thống hố ga thu nước mưa và ngăn mùi kiểu mới tại các đô thị Việt Nam do

kỹ sư Hoàng Đức Thảo, Giám đốc Công ty Thoát nước đô thị tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu,

và các cộng sự nghiên cứu, chế tạo đang được ứng dụng rộng rãi vào thực tế và đạt hiệu quả cao

Sau khi lắp đặt thử nghiệm trên một số tuyến đường và cho kết quả rất khả quan, vừa qua UBND tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu đã chính thức giao cho Công ty Thoát nước

đô thị tỉnh làm chủ đầu tư lập dự án cải tạo thay mới toàn bộ hệ thống thu nước mưa kiểu cũ trên địa bàn tỉnh bằng hệ thống hố ga thu nước mưa và ngăn mùi kiểu mới (khoảng 8.400 hệ thống), với tổng mức đầu tư khoảng 55 tỷ đồng Hệ thống hố ga thu nước mưa và ngăn mùi kiểu mới còn được ứng dụng rộng rãi tại nhiều đơn vị, địa phương khác trên cả nước như TP.Hồ Chí Minh, các tỉnh miền Trung, XNLD Vietsovpetro… Đặc biệt, các trường đại học xây dựng, kiến trúc cũng đã đưa công

nghệ hệ thống hố ga thu nước mưa và ngăn mùi kiểu mới vào giảng dạy

Nếu được tuyên truyền nâng cao ý thức sử dụng hợp lý nguồn nước mưa thì 1 điều chắc chắn nhân dân ta sẽ đóng góp rất nhiều ý tưởng tuyệt vời về sử dụng nước mưa phù hợp với điều kiện thực tế của Việt Nam

1.2 M ục tiêu của đề tài

1 M ục tiêu tổng quát

Nghiên cứu, tính toán sử dụng nguồn tài nguyên nước mưa tự nhiên trên địa bàn thành phố Hà Nội như là nguồn nước thô cần khai thác để bổ sung cho nhu cầu cấp nước sinh hoạt

2 M ục tiêu cụ thể

- Đánh giá khả năng đáp ứng nhu cầu sử dụng nước cho mục đích sinh hoạt dựa vào kết quả tính toán tiềm năng nước mưa và dự báo nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt trên địa bàn vùng nghiên cứu

- Dựa vào kết quả đánh giá chất lượng nguồn nước mưa và các loại hình nhà ở để

đề xuất mô hình thu gom, xử lý chất lượng nước mưa thích hợp cho các hộ gia đình, các đơn vị ở, các công trình dịch vụ công cộng của thành phố

1.3 Cách ti ếp cận nghiên cứu

Đề tài lựa chọn cách tiếp cận đáp ứng nhu cầu Trên cở sở kết quả điều tra, đánh giá nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt tại thời điểm hiện trạng và trong tương lai trên địa bàn vùng nghiên cứu để lựa chọn mô hình thu gom và sử dụng nước mưa hiệu quả cho các đối tượng sử dụng

1.4 V ật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu

1 V ật liệu nghiên cứu

a Đối tượng nghiên cứu

- Nghiên cứu đánh giá trữ lượng, chất lượng nguồn nước mưa tự nhiên của thành phố Hà Nội

- Nghiên cứu nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt trên địa bàn thành phố Hà Nội

- Nghiên cứu các loại hình nhà ở để đề xuất, lựa chọn mô hình thu gom và sử dụng nước mưa phù hợp

b Địa điểm nghiên cứu

Với mục tiêu nghiên cứu các giải pháp sử dụng nước mưa nhằm cấp nước bổ sung cho nhu cầu sinh hoạt khu vực nội thành Hà Nội, phạm vi thực hiện nghiên cứu của đề tài sẽ thực hiện trên địa bàn các khu vực đô thị của Hà Nội Khu vực đô thị của

Hà Nội hiện Hiện nay có 7 quận nội thành nằm thuộc vùng Nam sông Hồng là Ba Đình, Tây Hồ, Hoàn Kiếm, Đống Đa, Thanh Xuân, Hai Bà Trưng, Cầu Giấy có toàn

bộ địa giới hành chính được coi là các khu vực đô thị của Hà Nội Với hai quận nội thành mới thành lập gần đây là Hoàng Mai và Long Biên vẫn chưa được đô thị hoàn toàn, trong hai quận này còn có những khu vực chỉ được coi là khu vực phát triển như

9 xã tách từ huyện Thanh Trì về quận Hoàng Mai và các xã tách từ huyện Gia Lâm về quận Long Biên Ngoài ra quận Long Biên nằm ở phía Bắc sông Hồng nên trong phạm

vi nghiên cứu đề tài này chúng tôi sẽ chỉ tập trung nghiên cứu 7 quận được coi là đô thị của Hà Nội như đã nêu trên

c Th ời gian nghiên cứu

Thời gian thực hiện đề tài nghiên cứu được thực hiện từ tháng 6 đến tháng 12 năm 2008

2 N ội dung nghiên cứu

- Thu thập, phân tích và xử lý số liệu về khí tượng, sử dụng đất đai và tài liệu về dân sinh kinh tế xã hội vùng nghiên cứu

- Khảo sát, phân tích chất lượng nguồn nước mưa

- Nghiên cứu tổng quan về vấn đề nghiên cứu sử dụng nước mưa trên thế giới và

ở Việt Nam hiện nay

- Dự báo nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt vùng nghiên cứu

- Đánh giá tiềm năng nguồn nước mưa vùng nghiên cứu

- Nghiên cứu đề xuất và lựa chọn mô hình thu gom và sử dụng nước mưa hiệu quả cho vùng nghiên cứu

- Nghiên cứu đề xuất các mô hình xử lý chất lượng nguồn nước mưa cho khu vực theo tiêu chuẩn chất lượng nước sạch dùng cho sinh hoạt của Việt Nam

- Đánh giá hiệu quả kinh tế, xã hội, môi trường khi sử dụng nguồn nước mưa để cấp nước bổ sung cho nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt của thành phố

3 Ph ương pháp nghiên cứu

Đề tài đã lựa chọn các phương pháp nghiên cứu dưới đây để tiến hành thực hiện các nội dung nghiên cứu nhằm đạt được các mục tiêu nghiên cứu đã đề ra:

- Phương pháp điều tra phân tích tổng hợp nguyên nhân hình thành

- Phương pháp phân tích thống kê

- Phương pháp mô hình khí tượng thủy văn

- Phương pháp chuyên gia

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM CHUNG VÙNG NGHIÊN CỨU

2.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội

Hà Nội nằm ở hai bên bờ sông Hồng, giữa vùng đồng bằng Bắc Bộ trù phú Với

vị trí và địa thế đẹp, thuận lợi, Hà Nội là trung tâm kinh tế, văn hóa và khoa học lớn, đầu mối giao thông quan trọng của Việt Nam

Thành phố Hà Nội có tọa độ địa lý 20053’ đến 21023’ vĩ độ Bắc, 105044’ đến

106002’kinh độ Đông, tiếp giáp với 5 tỉnh: Thái Nguyên ở phía Bắc, Bắc Ninh và Hưng Yên ở phía đông và đông nam, Hà Tây và Vĩnh Phúc ở phía nam và tây nam

Hà Nội có diện tích tự nhiên là 920,97 km2 Chiều dài nhất từ phía bắc xuống phía nam là hơn 50km, chỗ rộng nhất từ tây sang đông 30km Vị trí cao nhất là núi chân Chim (huyện Sóc Sơn) với độ cao 462m và vị trí thấp nhất thuộc xã Gia Thụy (huyện Gia Lâm) với độ cao 12m so với mực nước biển

Thủ Đô Hà Nội là trung tâm đầu não về chính trị, đồng thời là trung tâm lớn về văn hoá, khoa học kỹ thuật, kinh tế và giao dịch quốc tế của cả nước, với 9 quận nội thành và 5 huyện ngoại thành đang được đô thị hoá và phát triển dân số với tốc độ rất cao Năm 1998, Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Điều chỉnh quy hoạch chung xây dựng thủ đô Hà Nội đến năm 2020, mục tiêu tổng quát của Điều chỉnh quy hoạch chung là xây dựng Hà Nội trở thành một thành phố hiện đại mà vẫn mang đậm đà bản sắc dân tộc, truyền thống ngàn năm văn hiến; tương xứng với thủ đô một nước có quy

mô dân số 100 triệu người vào đầu thế kỷ XXI, có vị trí xứng đáng trong khu vực Đông Nam Á và Thế giới

Trong mười năm đổi mới vừa qua, Thủ đô Hà Nội đã có bước phát triển khá nhanh chóng về kinh tế, xã hội và đời sống Sự phát triển đó đã bước đầu làm thay đổi diện mạo của Thủ đô, tuy nhiên những thành tựu đạt được vẫn chưa đáp ứng được những đòi hỏi và diễn biến khách quan của quá trình đô thị hoá Đặc biệt, kết cấu và năng lực hiện tại của nhiều lĩnh vực kỹ thuật hạ tầng, trong đó có cấp nước, vẫn còn nhiều mặt yếu kém, nhiều bất cập cần được kịp thời khắc phục Xây dựng và phát triển

hạ tầng kỹ thuật, trong đó có vấn đề cung cấp nước sạch cho các khu vực dân cư, đặc biệt cho các trung tâm đô thị, được xác định là một trong những nhiệm vụ quan trọng hàng đầu của sự nghiệp phát triển kinh tế-xã hội của Thủ Đô Hà Nội hiện nay

Với mục tiêu nghiên cứu các giải pháp sử dụng nước mưa nhằm cấp nước bổ sung cho nhu cầu sinh hoạt khu vực nội thành Hà Nội, phạm vi thực hiện nghiên cứu của đề tài sẽ thực hiện trên địa bàn các khu vực đô thị của Hà Nội Khu vực đô thị của

Hà Nội hiện Hiện nay có 7 quận nội thành nằm thuộc vùng Nam sông Hồng là Ba Đình, Tây Hồ, Hoàn Kiếm, Đống Đa, Thanh Xuân, Hai Bà Trưng, Cầu Giấy có toàn

bộ địa giới hành chính được coi là các khu vực đô thị của Hà Nội Với hai quận nội thành mới thành lập gần đây là Hoàng Mai và Long Biên vẫn chưa được đô thị hoàn toàn, trong hai quận này còn có những khu vực chỉ được coi là khu vực phát triển như

9 xã tách từ huyện Thanh Trì về quận Hoàng Mai và các xã tách từ huyện Gia Lâm về quận Long Biên Ngoài ra quận Long Biên nằm ở phía Bắc sông Hồng nên trong phạm

vi nghiên cứu đề tài này chúng tôi sẽ chỉ tập trung nghiên cứu 7 quận được coi là đô thị của Hà Nội như đã nêu trên

1 Quận Đống Đa

Quận Đống Đa nằm ở phía Tây Nam trung tâm thành phố Hà Nội Phía Bắc giáp quận Ba Đình, phía Đông giáp quận Hoàn Kiếm và Hai Bà Trưng, phía Nam giáp quận Thanh Xuân, phía Tây giáp quận Cầu Giấy, với tổng diện tích đất trong địa giới hành chính là 1008,5 ha Quận Đống Đa gồm 21 phường và 251 cụm dân phố

Địa hình quận Đống Đa bằng phẳng, có hướng dốc từ Tây Bắc xuống Đông Nam với độ dốc nhỏ i = 0,003 và cao độ trung bình trong quận khoảng 6,0m Các khu mới xây dựng theo quy hoạch sau năm 1954 có cao độ từ 5,60m đến 6,00m, ví dụ như khu Kim Liên, Phương Liên, Trung Tự Khu vực Nam Thành Công, Láng Hạ có cao độ 6,50 m Khu thấp nhất trong quận là khu Văn Miếu - Quốc Tử Giám, có cao độ từ 4,50

m đến 5,0m Khu vực mở rộng bao gồm các khu đồng ruộng có độ cao 4,50 m đến 5,00 và một số hồ ao, vùng thấp trũng

Tổng dân số hiện nay của quận Đống Đa là 388.250 người và dự kiến đến năm

2020 tổng số dân trên địa bàn quận sẽ là 407.921 người

2 Quận Ba Đình

Quận Ba Đình nằm ở trung tâm thành phố Hà Nội Phía Bắc giáp quận Tây Hồ, phía Đông giáp quận Hoàn Kiếm , phía Nam giáp quận Đống Đa, phía Tây giáp quận Cầu Giấy Với tổng diện tích đất trong địa giới hành chính là 929,85 ha, quận Ba Đình gồm có 14 phường là các đơn vị hành chính của quận

Địa hình quận có 3 dạng chủ yếu sau:

- Khu vực từ đường Ngọc Hà về phía Đông là khu Lăng Bác, trung tâm Ba Đình

và khu Thành Cổ có địa hình khá cao từ 7,6 đến 8,0 m đã được xây dựng và ổn định từ hàng nghìn năm

- Các khu vực xây dựng mở rộng sau 1954 như Giảng Võ, Ngọc Khánh, Thành

Công có địa hình tương đối cao, trung bình cao độ từ 6 đến 6,5m đã được tôn nền đắp

từ 0,5 đến 0,8m, nhưng bị bao bởi các đường xung quanh cao hơn như đường Giảng

Võ 7,2 đến 8m, đường đê La Thành: 8-11,5m nên tạo thành các khu trũng

- Các làng xóm đang được đô thị hóa như Ngọc Hà, Liễu Giai, Vạn Phúc có địa hình bằng phẳng và trũng thấp, cao độ nền trung bình 6 đến 6,6m

Tổng dân số hiện nay của quận Ba Đình là 244.110 người và dự kiến đến năm

2020 tổng số dân trên địa bàn quận sẽ là 253.154 người

3 Quận Cầu Giấy

Quận Cầu Giấy nằm ở phía Tây trung tâm thành phố Hà Nội Phía Bắc giáp huyện Từ Liêm và Tây Hồ, phía Đông giáp quận Ba Đình và quận Đống Đa, phía Nam giáp quận Thanh Xuân, phía Tây giáp huyện Từ Liêm Với tổng diện tích đất trong địa giới hành chính là 1210,07 ha, quận Ba Đình gồm có 8 phường là các đơn vị hành chính của quận

Địa hình của quận tương đối bằng phẳng và thấp dần từ Bắc xuống Nam, từ Đông sang Tây Các khu vực đã xây dựng có cao độ nền trung bình dao động từ 6,40m đến 7,20m, còn các khu vực đồng ruộng (đất canh tác) có cao độ nền tự nhiên trung bình từ 4,50m đến 5,50m

Tổng dân số hiện nay của quận Cầu Giấy là 213.566 người và dự kiến đến năm

2020 tổng số dân trên địa bàn quận sẽ là 303.360 người

4 Quận Hai Bà Trưng

Quận Hai Bà Trưng nằm ở phía Đông Nam trung tâm thành phố Phía Bắc giáp đường Nguyễn Du, Hòa Mã, Hàn Thuyên, Trần Hưng Đạo đến dốc Vạn Kiếp, phía Đông giáp sông Hồng đoạn từ dốc Vạn Kiếp đến xã Thanh Trì, phía Tây giáp trục đường Lê Duẩn Giải Phóng đến Đuôi Cá và phía Nam giáp các xã thuộc huyện Thanh Trì Với tổng diện tích đất trong địa giới hành chính là 1464,5 ha, quận Hai Bà Trưng gồm có 20 phường là các đơn vị hành chính của quận

Địa hình quận Hai Bà Trưng tương đối thấp trũng và có nhiều hồ như hồ Bảy Mẫy, Thanh Nhàn, Đồng Nhân, các ao nằm trong làng Tương Mai, Hoàng Văn Thụ… Cao độ địa hình chia làm 3 khu vực:

- Khu vực phố cũ hình thành trước năm 1954 là khu phố ổn định với cốt cao độ

Tổng dân số hiện nay của quận Hai Bà Trưng là 326.190 người và dự kiến đến năm 2020 tổng số dân trên địa bàn quận sẽ là 353.873 người

5 Quận Tây Hồ

Quận Tây Hồ là một quận nằm ở phía Bắc trung tâm thành phố Hà Nội Phía Đông giáp quận Long Biên, phía Tây giáp huyện Từ Liêm, phía Nam giáp quận Ba Đình, phía Bắc giáp huyện Đông Anh, Với tổng diện tích đất trong địa giới hành chính

là 2400,81 ha, quận Tây Hồ gồm có 8 phường là các đơn vị hành chính của quận Quận được thành lập từ các phần của quận Ba Đình và huyện Từ Liêm theo Nghị định số 69/CP ngày 28 tháng 10 năm 1995 của Chính phủ Việt Nam và được xác định

là trung tâm dịch vụ – du lịch - văn hóa, vùng có cảnh quan thiên nhiên của Hà Nội Theo định hướng phát triển của thủ đô Hà Nội đến năm 2020, toàn bộ quận Tây Hồ thuộc khu vực phát triển của Thành phố trung tâm, có điều kiện đặc biệt thuận lợi thu hút các nguồn lực vốn tài chính, nguồn nhân lực và khoa học công nghệ để thúc đẩy nhanh sự phát triển kinh tế – xã hội của quận nói riêng và của Hà Nội nói chung

Quận Tây Hồ có điều kiện môi trường thiên nhiên ưu đãi Nổi bật với Hồ Tây rộng khoảng 526 ha được coi là “lá phổi của Thành phố” Từ xa xưa, Hồ Tây đã giữ một vị trí quan trọng về du lịch nhờ vào vị trí và giao thông thuận lợi

Tổng dân số hiện nay của quận Tây Hồ là 119.202 người và dự kiến đến năm

2020 tổng số dân trên địa bàn quận sẽ là 196.017 người

6 Quận Hoàn Kiếm

Quận Hoàn Kiếm nằm ở trung tâm thành phố Hà Nội Phía Bắc giáp quận Ba Đình, phía Đông giáp sông Hồng qua bên kia sông là quận Long Biên, phía Tây giáp quận Ba Đình và quận Đống Đa, phía Nam giáp quận Hai Bà Trưng Với tổng diện tích đất trong địa giới hành chính là 528,76 ha, quận Hoàn Kiếm gồm có 18 phường là các đơn vị hành chính của quận

Quận Hoàn Kiếm nằm trong khu vực có địa hình tương đối bằng phẳng, thoải dần từ Đông sang Tây và từ Bắc xuống Nam Cao độ cao nhất được ghi trên bản đồ là 11,0 m, thấp nhất là 6,5 m, Qua nhiều năm xây dựng, phát triển địa hình chung của quận đã được tôn nền nhân tạo cao hơn từ 1,0m đến 2,0 m so với cốt địa hình trước đây

Tổng dân số hiện nay của quận Hoàn Kiếm là 180.922 người và dự kiến đến năm

2020 tổng số dân trên địa bàn quận sẽ là 181.804 người

7 Quận Thanh Xuân

Quận Thanh Xuân nằm ở phía Tây Nam trung tâm thành phố Hà Nội Phía Bắc giáp quận Đống Đa và quận Cầu Giấy, phía Đông giáp quận Hai Bà Trưng, phía Tây giáp huyện Từ Liêm và quận Hà Đông, phía Nam giáp huyện Thanh Trì Với tổng diện

tích đất tự nhiên trong địa giới hành chính là 913,2ha, quận Thanh Xuân gồm có 11 phường là các đơn vị hành chính của quận

Nhìn chung địa hình hiện trạng từng khu vực có khác nhau, khu vực phía Bắc quận Thanh Xuân có cao độ tương đối cao, Chủ yếu các khu vực xây dựng mới đã được cấp đất và cấp cao độ san nền theo quy hoạch Chỉ có những vùng xen kẽ còn lại

là những khu vực ruộng canh tác hoặc đã bạc màu có cao độ từ 5,0m đến 5,2m Còn một số khu vực ở phía Nam có cao độ tương đối thấp hơn, cao độ từ 4,8m đến 5,2m và một số khu vực thấp trũng còn lại có cao độ khoảng 3,0m đến 3,5m

Tổng dân số hiện nay của quận Thanh Xuân là 221.901 người và dự kiến đến năm 2020 tổng số dân trên địa bàn quận sẽ là 284.713 người

2.2 Đánh giá hiện trạng cấp nước cho khu vực nghiên cứu

Khu vực nghiên cứu là khu vực có mật độ dân số cao nhất của thành phố Hà Nội Ngoài ra đây cũng là khu vực tập trung nhiều các công trình dịch vụ công cộng, các truờng học, công ty… vì vậy nhu cầu sử dụng nước tại khu vực này rất lớn Đánh giá trên được thể hiện qua tỷ lệ dân số của khu vực chiếm 48% tổng số dân của toàn thành phố và tỷ lệ lượng nước sử dụng chiếm tới 65% tổng lượng nước sử dụng của toàn thành phố Với đặc điểm như vậy, hiện trạng cấp nước cho khu vực này đang phải đối mặt với rất nhiều khó khăn để đáp ứng được nhu cầu sử dụng nước cho sinh hoạt của người dân, các thành phần kinh tế và các mục đích khác

số nhà máy có các cụm giếng khai thác nằm xa nguồn bổ cập nước của sông Hồng đã ảnh hưởng đến trữ lượng nước và công suất các giếng Đồng thời một số giếng bị suy thoái gây công suất giảm đáng kể như Mai Dịch, Pháp Vân và Hạ Đình Với tỷ lệ sử dụng nước chiếm khoảng 65% tổng lượng nước sử dụng của toàn bộ thành phố Hà Nội tương ứng với lượng nước sử dụng khoảng 515m3/ngày đêm thì lượng nước cấp hiện nay từ các nhà máy cho khu vực nghiên cứu còn thiếu hụt lớn so với nhu cầu sử dụng Đây là nguyên nhân chính dẫn đến trong khu vực nghiên cứu có nhất nhiều khu vực bị thiếu nước sử dụng trầm trọng như ở quận Thanh Xuân, quận Tây Hồ và quận Cầu

Giấy

Phương án nghiên cứu mở rộng công suất khai thác nguồn nước ngầm của các nhà máy để đáp ứng lượng thiếu hụt này cũng như để đáp ứng nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng từ các thành phần khác nhau (như gia tăng dân số, các ngành nghề sản xuất phát triển, mức sống người dân được cải thiện) trong thời gian tới sẽ không thể thực hiện được vì thực tế công suất khai thác nguồn nước ngầm từ các nhà máy trên đã đạt ngưỡng giới hạn cho phép Quá trình khai thác của các nhà máy cùng với các giếng khai thác bừa bãi không được kiểm soát của các doanh nghiệp, các hộ gia đình… trong suốt một thời gian dài trong khi nguồn nước ngầm không được bổ sung đã làm cho trữ lượng nước ngầm trên địa bàn vùng nghiên cứu nói riêng và thành phố Hà Nội nói chung đã bị suy giảm nhanh chóng Bên cạnh đó trong một vài năm trở lại đây, có nhiều thời điểm mực nước sông Hồng xuống thấp cũng đã làm mực nước ngầm của khu vực bị ảnh hưởng và dao động không ổn định Theo đại diện Liên đoàn quy hoạch và điều tra tài nguyên nước miền Bắc, quan trắc động thái nước dưới đất 6 tháng đầu năm của thành phố Hà Nội cho thấy mực nước ngầm đang suy giảm nghiêm trọng

Số liệu quan trắc tại Hạ Đình, quận Thanh Xuân cho thấy, mực nước dưới đất đang cách mặt đất là 35,35m, thấp hơn cùng kỳ năm 2007 là 0,8m Nếu chúng ta tiếp tục khai thác, sử dụng nguồn nước ngầm với tốc độ như hiện nay mà không có biện pháp quản lý thì trữ lượng nước ngầm sẽ bị cạn kiệt, làm cho cấu tạo địa chất thủy văn thay đổi dẫn đến các tầng địa chất phía trên bị nén sụt xuống và kéo theo nguy cơ về sụt lún nền đất trong thời gian tới, làm biến dạng, hư hỏng nhiều công trình

Trong khi việc nghiên cứu mở rộng công suất khai thác nguồn nước dưới đất để đáp ứng nhu cầu sử dụng nước trong vùng nghiên cứu đang gặp rất nhiều khó khăn thì một số giải pháp lựa chọn khai thác, sử dụng nguồn nước mặt từ sông Hồng, sông Đà, sông Đuống…đã được các cơ quan chức năng của thành phố nghiên cứu, đề xuất để giải quyết tình trạng thiếu nước hiện nay trong khu vực nghiên cứu cũng như trên địa bàn toàn bộ thành phố Hà Nội Hiện nay cụm công trình khai thác nguồn nước mặt từ sông Đà với công suất 300.000m3/ngày đêm nhằm phục vụ cấp nước cho một chuỗi các đô thị Sơn Tây, Hòa Lạc, Hiếu Môn và phía Tây Nam thành phố Hà Nội do tổng công ty Vinaconex làm chủ đầu tư đã cơ bản hoàn thành và sẽ đáp ứng được một phần lượng nước thiếu hụt cho vùng nghiên cứu ở khu vực quận Cầu Giấy và Thanh Xuân Tuy vậy khi lựa chọn nguồn nước thô để cấp nước cho vùng nghiên cứu từ các nguồn nước mặt nói trên cũng gây ra những mâu thuẫn nhất định giữa các đối tượng dùng nước khác nhau Trong một vài năm trở lại đây vào những tháng mùa kiệt khi mực nước các con sông xuống thấp đã nảy sinh nhiều khó khăn trong việc giải quyết bài toán phân phối nguồn nước cho các đối tượng sử dụng nước khác nhau như nông nghiệp, sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp, phát điện…Hệ quả là các thành

phần kinh tế này đều phải chịu những tổn hại nhất định khi không có đủ nước để phục

vụ cho các hoạt động sản xuất Bên cạnh đó chi phí để đầu tư xây dựng các hạng mục công trình khai thác, sử dụng nguồn nước mặt đòi hỏi nguồn vốn đầu tư lớn, kỹ thuật phức tạp và thời gian để xây dựng các dự án này cũng rất lâu Vì vậy trong thời gian trước mắt khả năng khai thác, cung cấp nước cho vùng nghiên cứu nói riêng và thành phố Hà Nội nói chung sẽ phải đối mặt với nhất nhiều khó khăn

2 Về chất lượng nước cấp

Nguồn nước ngầm trên địa bàn vùng nghiên cứu không chỉ đối mặt với sự suy giảm về mặt trữ lượng mà còn đối mặt với tình trạng ô nhiễm đang ở mức báo động nghiêm trọng Hà Nội có địa hình thấp về phía Nam và Đông Nam, toàn bộ nước bề mặt kéo theo chất bẩn về đây, ngấm xuống làm bẩn cả những tầng chứa nước nằm sâu dưới lòng đất Tại khu vực phía Nam và Đông Nam thành phố Hà Nội, nguồn nước ngầm đều bị ô nhiễm năng Hàm lượng Amôni cao hơn giới hạn cho phép nhiều lần, điển hình là các giếng của nhà máy nước Pháp Vân chứa NH

4 tới 30mg/l Tình trạng ô nhiễm nguồn nước ngầm xảy ra do các nguyên nhân sau:

- Môi trường nước mặt bị ô nhiễm hữu cơ và vi sinh, hàm lượng tổng coliform ở mức cao, vượt quá TCCP loại B nhiều lần Nguyên nhân là do nước thải từ hoạt động sản xuất và sinh hoạt đô thị phần lớn không được xử lý khi xả thải Theo số liệu thống

kê của Cục bảo vệ môi trường tháng 5/2006, tổng lượng nước thải sinh hoạt khoảng 450.000 m3 /ngày đêm, một phần được xử lý sơ bộ tại các bể tự hoại, sau đó xả vào các tuyến cống chung hoặc kênh mương, ao hồ Nhiều nơi nước được xả trực tiếp ra sông làm ô nhiễm chất lượng nước các sông, hồ Trên địa bàn thành phố hiện có khoảng 400

cơ sở sản xuất, dịch vụ lượng nước thải đổ vào hệ thống thoát nước thành phố khoảng 260.000 m3/ngày đêm Tính đến năm 2004, chỉ có 36 cơ sở sản xuất công nghiệp có trạm xử lý nước thải, số còn lại chỉ xử lý sơ bộ qua hệ thống bể lắng lọc cơ học hoặc

xả thẳng vào hệ thống thoát nước của thành phố Các sông nội thành Hà Nội đã bị ô nhiễm Đặc biệt đối với các sông thoát nước thải như sông Kim Ngưu và Tô Lịch bị ô nhiễm nặng, Hàm lượng các chất bẩn ở các sông này rất cao Lượng nước thải đổ vào sông Tô Lịch và Kim Ngưu quá lớn, không còn khả năng tự làm sạch Hàm lượng BOD

5 vượt tiêu chuẩn cho phép loại B 3 lần và Coliform vượt 57 lần tiêu chuẩn cho phép

- Hoạt động khai thác nước ngầm bừa bãi, không có giấy phép xảy ra phổ biến

đã dẫn đến sự suy giảm lưu lượng nước, làm hạ mực nước ngầm, gây lún sụt đất và kéo theo ô nhiễm nguồn nước

- Có rất nhiều lỗ khoan nước bỏ đi, không dùng nữa, đã không được trám lấp cẩn thận, tạo thành các đường thấm nước mặt ô nhiễm xuống tầng nước ngầm rất dễ dàng

- Do sự rò rỉ nước từ các bãi rác không được thiết kế xây dựng đúng kỹ thuật, hoặc nước rò rỉ từ các bể vệ sinh tự hoại thấm qua các lớp đất có khả năng bảo vệ nước ngầm kém, hoặc thấm theo các lỗ giếng khoan nước, thấm theo cọc bê tông, cọc khoan nhồi của công trình xây dựng, thông qua các lớp đất và thâm nhập vào tầng nước ngầm

- Các chất phóng xạ có trong các khoáng sản dưới đất, hoặc các chất thải phóng

xạ đã không xử lý, đổ thải không đúng kỹ thuật, có thể ngấm dần, thông qua các lớp đất và thâm nhập vào nước ngầm sau rất nhiều năm

Trong khi chất lượng nguồn nước dưới đất đang xấu đi do những nguyên nhân trên thì công nghệ xử lý của hầu hết các nhà máy nước hiện có đều không phù hợp để

xử lý đạt tiêu chuẩn nước cấp Các nhà máy nước này không có công nghệ xử lý Amôni và độ bẩn hữu cơ hiệu quả vì vậy khả năng hoạt động khai thác và cung cấp nước ngày càng hạn chế hơn

Đối với nguồn nước mặt được dự kiến khai thác từ sông Đà, sông Hồng, sông Đuống bên cạnh việc giải quyết sự mâu thuẫn giữa các đối tượng sử dụng nước thì việc nghiên cứu đưa ra các giải pháp xử lý chất lượng nguồn nước này cũng rất khó khăn khi hàm lượng cặn lơ lửng trong các nguồn nước này cao và chất lượng nước bị ảnh hưởng do sự xả thải trực tiếp nguồn nước thải từ các nhà máy, xí nghiệp, các cụm công nghiệp… ra các con sông này đang xảy ra khá phổ biến hiện nay

Dựa vào kết quả phân tích đánh giá về trữ lượng và chất lượng nước cấp trên địa bàn vùng nghiên cứu, có thể thấy sự thiếu hụt lớn về lượng nước cấp đặc biệt là nước cấp cho nhu cầu sinh hoạt và tình trạng này sẽ trở nên nghiêm trọng hơn trong tương lai nếu không có giải pháp hiệu quả để giải quyết khi mà tốc độ gia tăng dân số và sự phát triển của thành phần kinh tế đòi hỏi nhu cầu sử dụng nước ngày càng cao

Để hướng tới sự phát triển thành một đô thị hiện đại, phát triển bền vững khu vực nghiên cứu cần phải phát triển xây dựng cơ sở hạ tầng đầy đủ để phục vụ tốt cho đời sống của người dân cũng như cho quá trình phát triển kinh tế xã hội của vùng Với định hướng phát triển như vậy, việc nghiên cứu tính toán các giải pháp khai thác và sử dụng nguồn tài nguyên nước để đáp ứng nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt của nguời dân trong vùng nghiên cứu là rất cần thiết

Khu vực nghiên cứu có nguồn tài nguyên nước mưa hàng năm lớn đặc biệt là vào mùa hè, thời điểm nhu cầu sử dụng nước trong khu vực tăng cao Vì vậy trong nội dung đề tài nghiên cứu này chúng tôi sẽ tập trung nghiên cứu, so sánh giữa tiềm năng nước mưa và nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt của vùng nghiên cứu đề xuất các biện

pháp thu gom, sử dụng nguồn nước mưa như là nguồn nước thô cần khai thác để bổ sung cấp nước sinh hoạt cho vùng nghiên cứu đến năm 2020

3.1 Dự báo nhu cầu dùng nước sinh hoạt

1 Cơ sở dự báo

a Dự báo dân số đến năm 2020

Nhu cầu sử dụng nước phục vụ sinh hoạt chủ yếu phục vụ đời sống hàng ngày của người dân Để dự báo nhu cầu sử dụng nước một cách chính xác, dựa vào số liệu dân số vùng nghiên cứu hiện trạng, kết quả dự báo dân số vùng nghiên cứu đến năm

2020 của vùng nghiên cứu là 1.980.842 người

b Tiêu chuẩn dùng nước

Tiêu chuẩn dùng nước cho đô thị hiện đại được đưa ra dựa trên nhu cầu thực tế của con người, bên cạnh đó cần xét đến các khía cạnh về môi trường, tài nguyên nguồn nước, chi phí cho việc xử lý nước thải và cần phù hợp với từng giai đoạn phát triển của

đô thị Để dự báo nhu cầu sử dụng nước cho vùng nghiên cứu chúng tôi sử dụng tiêu chuẩn xây dựng 33-2006, bảng 3.1 về qui định cấp nước sinh hoạt dân cư đô thị với tiêu chuẩn dùng nước là 200 lít/người.ngày đêm

2 Dự báo nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt

Dựa trên kết quả dự báo dân số cho các quận trong vùng nghiên cứu và tiêu chuẩn dùng nước nêu trên chúng tôi tiến hành dự báo nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt vùng nghiên cứu theo công thức sau:

TB

ngd SH

Q . =

1000

∑q i×N i

(m3/ngđ) (1) Trong đó:

- QTBSh.ngđ: Lượng nước cần cho sinh hoạt trung bình ngày đêm (m3/ng.đ)

- Ni: Số dân của các quận dự báo đến năm 2020 (người)

- qi: Tiêu chuẩn dùng nước trung bình ngày đêm theo tiêu chuẩn xây dựng

33-2006 (l/ng.ngđ)

Ngoài dự báo nhu cầu cấp nước cho sinh hoạt của dân số có hộ khẩu thường trú,

ở đây đề xuất tính toán nhu cầu cấp nước cho dân số vãng lai, bao gồm: người lao động từ ngoại tỉnh vào, cán bộ của các cơ quan không thường trú, khách thăm quan, du lịch không ở tại các khách sạn, nhà nghỉ chính thức, phần này đã được tính trong các nhu cầu cấp nước công cộng và dịch vụ Cũng theo bảng 3.1 TCXD 33-2006 nước cho công trình dịch vụ tính bằng 10% nước sinh hoạt

Qdv = 10%QTBSH ngđ (2)

Tổng hợp kết quả từ (1) và (2) là kết quả dự báo nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt cho vùng nghiên cứu và kết quả này thể hiện ở bảng dưới đây

TT Tên quận

Nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt của các hộ dân sống thường trú

m 3 /ngày đêm

Nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt từ các công trình dịch

vụ công cộng

m 3 /ngày đêm

Tổng nhu cầu

sử dụng nước sinh hoạt

3.2 Tính toán tiềm năng nước mưa vùng nghiên cứu

Mục đích nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu các giải pháp sử dụng nước mưa để cấp nước bổ sung cho nhu cầu sinh hoạt cho vùng nghiên cứu Vì vậy việc tính toán xác định tiềm năng nước mưa trên cơ sở số liệu mưa đo được qua nhiều năm cho vùng nghiên cứu có ý nghĩa rất quan trọng

1 Chọn trạm, tần suất thiết kế và thời đoạn tính toán

a Chọn trạm tính toán

- Nguyên tắc chọn trạm tính toán:

+ Trạm đo mưa được chọn để tính toán phải nằm trong hoặc gần vùng được quy hoạch, thể hiện được chế độ mưa đặc trưng của vùng

+ Trạm có số năm quan trắc đủ dài, tài liệu đã được chỉnh biên hợp lý, đảm bảo

độ tin cậy cao

Trên địa bàn thành phố Hà Nội có trạm khí tượng Láng là ở gần khu vực nghiên cứu, nằm trong hệ thống lưới khí tượng thuỷ văn quốc gia và có liệt tài liệu quan trắc trên 35 năm (từ năm 1973 đến năm 2007), với độ tin cậy cao Vì vậy ta có thể sử dụng tài liệu đo mưa của trạm để tính toán

b Chọn tần suất và thời đoạn tính toán

- Chọn tần suất thiết kế:

Lựa chọn tần suất thiết kế nhằm xác định mô hình mưa thiết kế cho khu vực nghiên cứu Dựa trên mô hình mưa thiết kế này chúng ta sẽ đánh giá được tiềm năng

nước mưa vùng nghiên cứu Trên thực tế, lượng mưa đến từng năm rất khác nhau vì vậy để đánh giá một cách chính xác tiềm năng nước mưa của vùng chúng tôi sẽ tính toán dựa trên năm có lượng mưa lớn, năm có lượng mưa trung bình và năm có lượng mưa nhỏ Như vậy chúng tôi sẽ lựa chọn các giá trị tần suất thiết kế là 10%, 50% và 95% để xác định các mô hình mưa thiết kế cho vùng nghiên cứu

- Chọn thời đoạn tính toán:

Vì mục đích nghiên cứu là thu gom nước mưa bổ sung cho nhu cầu dùng nước sinh hoạt nên thời đoạn tính toán thường chọn là thời đoạn 1 ngày Tuy nhiên nếu chọn thời đoạn tính toán là 1 ngày thì khối lưọng tính toán tương đối lớn Để giảm bớt khối lượng tính toán chúng tôi chọn thời đoạn 10 ngày làm thời đoạn tính toán

2 Tính toán mô hình mưa thiết kế

a Mục đích ý nghĩa của mô hình mưa thiết kế

- Mục đích:

Tính toán mưa thiết kế nhằm mục đích tìm ra mô hình phân phối mưa thiết kế để

phục vụ cho tính toán chế độ cung cấp nước bổ sung cho nước sinh hoạt

- Ý nghĩa:

Từ mô hình mưa thiết kế tính toán được có thể xác định lượng nước thừa, thiếu đối với nhu cầu cần cung cấp trong từng thời đoạn khác nhau Do đó tính toán chế độ cung cấp nước bổ sung cho nước sinh hoạt hợp lý, đảm bảo bổ sung đủ nước theo yêu cầu đồng thời tiết kiệm được lượng nước từ các nguồn cung cấp khác

b Phương pháp tính toán

Hiện nay thường sử dụng hai phương pháp xác định các đặc trưng thủy văn thiết

kế là phương pháp phân tích nguyên nhân hình thành và phương pháp thống kê xác suất

b.1 Phương pháp phân tích nguyên nhân hình thành:

Phương pháp này dựa vào việc phân tích ảnh hưởng của các nhân tố khí hậu và mặt đệm đến các hiện tượng thủy văn, tính toán các đặc trưng thủy văn bằng phương trình cân bằng nước hoặc các mô hình, các công thức kinh nghiệm

Trong thực hành phương pháp này được phân chia cụ thể như sau:

+ Phương pháp lưu vực tương tự

+ Phương pháp tổng hợp địa lý

+ Phương pháp phân tích căn nguyên

b.2 Phương pháp thống kê xác suất:

Phương pháp này dựa vào lý thuyết thống kê xác suất, xem các đặc trưng thủy văn là các đại lượng ngẫu nhiên, vẽ đường tần suất và xác định được trị số của các đặc trưng thủy văn ứng với một tần suất thiết kế nào đó

Căn cứ vào tình hình số liệu quan trắc khí tượng thủy văn và yêu cầu tính toán để chọn phương pháp tính toán thích hợp, cũng có thể sử dụng kết hợp cả hai phương pháp trên

Với trường hợp tính mưa thiết kế, trạm tính toán được chọn là Láng có tài liệu mưa ngày khá dài từ năm 1973 đến năm 2007, vì vậy chọn phương pháp tính toán là phương pháp thống kê xác suất

* Nội dung tính toán theo phương pháp thống kê xác suất:

b.2.1 Bước 1: Chọn mẫu: {xi} i = 1, n

Mẫu được chọn từ chuỗi tài liệu thực đo, để mẫu càng gần với tổng thể, mẫu phải đảm bảo các tiêu chuẩn là: có tính đại biểu, tính độc lập và tính đồng nhất

b.2.2 Bước 2: Xây dựng đường tần suất

b.2.3 Bước 3: Xác định trị số thiết kế

b.2.4 Bước 4: Xác định mô hình phân phối thiết kế

c Tính toán mô hình mưa thiết kế

Nội dung tính toán mô hình mưa thiết kế như sau:

- Xây dựng đường tần suất:

Sử dụng phần mềm vẽ đường tần suất thủy văn của Cục Quản lý nước và công trình thủy lợi, Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn, vẽ được đường tần suất kinh nghiệm

và lý luận lượng mưa năm trạm Láng

- Xác định lượng mưa thiết kế:

Tra trên đường tần suất lý luận, ứng với tần suất thiết kế P = 10% được lượng mưa thiết kế là: X = 2119,92 (mm) Năm 1978 có Xi = 2115,1, vậy chọn năm điển hình là năm 1978, có Xđh= 2115,1 (mm) Tương tự với P = 50% được lượng mưa thiết

kế là: X = 1640,34 (mm) Năm 1981 có Xi = 1645, vậy chọn năm điển hình là năm

1978, có Xđh= 1645 (mm) P = 95% được lượng mưa thiết kế là: X = 1189,9 (mm) Năm 1995 có Xi = 1220,3, vậy chọn năm điển hình là năm 1995có Xđh= 1220,3 (mm)

3 Tính toán tiềm năng nước mưa

Để tính toán tiềm năng nước mưa, trên cơ sở kết quả tính toán mô hình mưa thiết

kế ở trên ta cũng cần phải xét đến diện tích hứng nước mưa Tuy nhiên không phải toàn bộ lượng mưa rơi xuống diện tích hứng nước đều được coi là lượng nước mưa tiềm năng, bởi vì một phần lượng mưa khi rơi xuống phần diện tích hứng nước có thể

bị hao tổn do thấm xuống các tầng đất sâu và tỷ lệ thấm đó còn tuỳ thuộc vào đặc điểm của các loại diện tích hứng nước trên lưu vực.Diện tích hứng nước mưa được xem xét trong vùng nghiên cứu bao gồm diện tích đất dành cho giao thông, diện tích đất xây dựng các công trình dân dụng và diện tích đất bãi cỏ, cây xanh Để xác định các thành

phần diện tích hứng nước mưa nói trên, chúng tôi sử dụng kết quả quy hoạch sử dụng đất trên địa bàn 7 quận Còn đối với việc xem xét lượng nước mưa bị tổn thất do thấm thì sẽ căn cứ vào hệ số dòng chảy được quy định cho từng loại diện tích hứng nước theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam 51-2006

Tiềm năng nước mưa của khu vực nghiên cứu (lượng nước đến) được tính toán theo công thức:

Qmưa = Ci x qj x Ai x t ( m3) Trong đó:

- Qmưa: tổng lượng nước mưa hình thành trên lưu vực trong thời đoạn tính toán

- Ci: Hệ số dòng chảy được quy định theo loại hình hứng nước i

- qi: lượng mưa ngày đo được trên lưu vực (m/ngày)

- Ai: Diện tích của loại hình hứng nước i trên lưu vực (m2)

- t: thời đoạn tính toán (ngày)

Dựa vào kết quả tính toán mô hình mưa thiết kế trên ta sẽ xác định được tiềm năng nước mưa của khu vực nghiên cứu trong thời gian 1 năm (lượng nước đến) ứng với các trường hợp tần suất thiết kế là 10%, 50% và 95% Kết quả tổng hợp tính toán được thể hiện ở bảng dưới đây:

Kết quả tính toán tiềm năng nước mưa vùng nghiên cứu

3.3 Tính toán cân bằng nước

Nguyên lý cân bằng nước xuất phát từ định luật bảo toàn vật chất, thông qua việc

so sánh giữa kết quả dự báo nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt và kết quả đánh giá tiềm năng trữ lượng nước mưa của khu vực nghiên cứu đến năm 2020 Mục tiêu của việc tính toán này nhằm đánh giá khả năng sử dụng nguồn nước mưa tự nhiên để đáp ứng nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt trong khu vực nghiên cứu Kết quả tính toán cho thấy

tỷ lệ đáp ứng nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt trung bình trong vùng nghiên cứu của lượng nước mưa tương ứng với các giá trị tần suất thiết kế 10%, 50% và 95% lần lượt

là 74,2%, 57,7% và 42,4% Trong 7 quận thuộc vùng nghiên cứu, quận Tây Hồ với tiềm năng nước mưa có khả năng đáp ứng nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt cao nhất và quận Đống Đa với tiềm năng nước mưa có khả năng đáp ứng nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt thấp nhất Từ đó ta thấy rằng khả năng đáp ứng nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt từ nguồn nước mưa trên địa bàn vùng nghiên cứu là rất đáng kể Vì vậy chúng ta cần có giải pháp thu gom hiệu quả để bổ sung lượng nước mưa này cho nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt nhằm giải quyết được những khó khăn trong chiến lược cấp nước của vùng ở thời điểm hiện tại cũng như trong tương lai

CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT CÁC MÔ HÌNH THU GOM VÀ XỬ LÝ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MƯA CHO VÙNG NGHIÊN CỨU

4.1 Đề xuất các mô hình thu gom nước mưa

1 Mô hình thu gom nước mưa quy mô hộ gia đình

Để thu nước mưa chúng ta có nhiều biện pháp khác nhau, đối với các hộ gia đình riêng lẻ ta có thể tận dụng diện tích mái làm diện tích thu nước mưa, sau đó nước mưa được dẫn bằng các xê nô thu nước và dẫn bằng các đường ống đứng dẫn vào hệ thống thoát nước mưa Một phần nước mưa sẽ được đưa vào các bể chứa để dự trữ Trong trường hợp diện tích mái nhà không thu đủ lượng nước mưa cần dự trữ, chúng ta có thể sử dụng biện pháp thu nước từ các bức tường xung quanh nhà Do phần lớn nước mưa rơi theo hướng xiên

Vấn đề khó khăn nhất để có thể khuyến khích sử dụng nước mưa quy mô các hộ gia đình là việc không bố trí được không gian cho các bể chứa nước mưa và lượng nước mưa quá lớn Khi xây dựng một ngôi nhà độc lập, thì nên xây dựng bể chứa nước mưa bằng bê tông được gia cố chắc chắn đặt ngầm dưới lòng đất Bể này có thế đặt trong móng ngôi nhà nên không ảnh hưởng tới không gian trên mặt đất Nước mưa dự trữ trong bể có thể sử dụng vào các mục đích như tưới cây, dùng cho các công trình vệ sinh, rửa xe, hoặc dự phòng trong các trường hợp khẩn cấp Trong các ngôi nhà đã có sẵn, thì có thể xây dựng các bể chứa nước mưa hoặc mua các bể làm sẵn đặt trong vườn hay cạnh lối ra vào của ngôi nhà Tuy nhiên do hạn chế về dung tích chứa được nên rất khó chứa được nhiều nước mưa trong các bể loại này, do đó việc sử dụng nước mưa sẽ bị hạn chế

Đối với những hộ dân có nhà nằm liền kề với nhà hàng xóm và chỉ có một chiếc sân nhỏ phía đằng sau Việc xây dựng một bể chứa nước mưa trên mặt đất hoặc bể chứa ngầm trong lòng đất là rất khó khăn Để giải quyết khó khăn ấy chúng ta có thể

thay đổi hình dạng bức tường hoặc hàng rào để biến thành bể chứa nước mưa dạng mỏng Bể này làm bằng các khối bê tông và trông giống như bức tường bằng bê tông thực sự Tuy nhiên, mỗi khối bê tông đều trống rỗng để có thể chứa được nước mưa bên trong Phía bên trong các khối bê tông này phải không có các hạt và cũng không được có các lỗ rỗng Vật liệu làm tốt nhất là bê tông chống thấm Các khối có thể đặt

so le trên một hệ thống móng chịu lực bằng bê tông rất chắc và được néo vào các thanh chịu lực được đặt ở các góc và khoảng cách giữa các thanh chịu lực là 1,8m Tại

vị trí néo các khối bê tông rỗng với thanh chịu lực nên chèn kín bằng bê tông Đường ống thông giữa các khối bê tông nên được tập hợp lại và đặt dưới lớp đáy thấp nhất Xây dựng bể chứa nước mưa sử dụng không gian chết Bể chứa nước mưa theo kiểu hàng rào, có dạng theo từng khối nhỏ và tận dụng được khoảng không Những khối nhỏ bằng thép không gỉ có kích thước: dày 15cm, cao 130cm, và rộng 84,2cm được đặt liền kề nhau và nối với nhau Mỗi khối có dung tích 15 lít và được nối với nhau bằng một ống nối có van kiểm tra dòng chảy ngược và đóng vai trò như một bể chứa

2 Mô hình thu gom nước mưa cho các khu nhà tập thể, khu chung cư

Ở các nhà tập thể, khu chung cư diện tích mái thu nước rất lớn Nước mưa được thu bằng các xê nô và dẫn xuống hệ thống thoát nước mưa bằng các đường ống đứng

Để từng hộ trong nhà tập thể và khu chung cư có thể lấy được nước mưa bằng một hình có độ rộng phù hợp để đặt bên trong ống máng tại các khớp nối, phần lớn nước mưa đổ dọc theo đường ống và bị phân tách bằng vòng tròn được đặt tại điểm khớp nối này và chảy qua một ống nối khác để vào bể chứa

Cách thứ hai chúng ta có thể dùng một lớp kim loại mỏng hoặc một tấm nhựa cắt thành hình móng ngựa có đường kính trong bằng đường kính ngoài của ống dẫn và có một điểm nhô ra Trên bề mặt đường ống dẫn, người ta đục một lỗ nhỏ và cắt theo chiều thẳng đứng xuống phía dưới, sau đó tấm kim loại hoặc tấm nhựa hình móng ngựa được kẹp vuông góc theo chiều thẳng đứng của ống dẫn Cuối cùng ống nhựa Vinyl được nối với tấm kim loại hoặc tấm nhựa đó tại điểm nhô ra Cách này mất thời gian tiến hành vì vậy chúng ta có thể dùng phương pháp “quả cầu” dẫn nước mưa Một quả cầu được cài vào trong lỗ nhỏ trên bể mặt đường ống dẫn nước Sau đó nó được thổi phồng và trở thành vật thay thế hình trụ móng ngựa Hai đường ống nối với đường ống dẫn chính và bể chứa, một đường ống dẫn cho nước chảy vào bể và một dùng cho nước chảy tràn quay lại vào đường ống chính khi nước trong bể đầy Phương pháp này cũng có thể áp dụng cho mọi hộ gia đình

Cách thứ ba có thể thu được nước mưa cho các hộ nằm trong các khu chung cư, nhà tập thể là chúng ta sử dụng những chiếc ô có dạng hình phễu làm thiết bị thu nước

Trước tiên, người ta đục hai lỗ ở ngay trên các đường trục của ô, sau đó lại cắt đi khoảng 1cm đầu trục Một ống bằng nhựa vinyl gắn vào đầu trục đã cắt Treo vài cái ô cùng kiểu đã mở xòe trên thanh ngang theo hướng lộn ngược lên phía trên Những chiếc ô này sẽ hứng nước mưa rồi chảy vào ống dẫn bằng nhựa vinyl Đây là cách thu nước rất đơn giản có thể áp dụng ở các khu chung cư

Đối với các khu chung cư, nhà tập thể thay vì dự trữ nước mưa trong từng hộ gia đình để sử dụng, chúng ta cũng có thể xây dựng một bể chứa nước mưa chung cho cả khu nhà Nước mưa được thu từ mái nhà hoặc từ các bức tường, cửa kính của các tòa nhà sau đó được đưa vào các bể chứa tập trung xây ngầm trong đất làm nhiệm vụ dự trữ nước mưa phục vụ cho nhu cầu sử dụng của cả ngôi nhà

Ngoài ra nước mưa cũng có thể được thu từ mái nhà của các tòa nhà để tập trung vào các đường ống thoát nước mưa dẫn về các bể chứa lớn của thành phố hoặc các hồ chứa có chức năng lưu trữ nước mưa Một phần nước mưa được giữ lại trong các bể chứa, lượng nước mưa còn lại được thoát ra hệ thống thoát nước mưa đổ về các kênh thoát nước

3 Mô hình thu gom nước mưa cho các công trình dịch vụ công cộng

Nước mưa trên mái sẽ được thu gom chảy vào xê nô thu nước, sau đó nước mưa

sẽ chảy theo các đường ống đứng dẫn tới các bể chứa xây dựng ngầm dưới đất Các công trình công cộng thường có diện tích đất sân chơi, thảm cỏ có thể tận dụng làm vị trí xây dựng các công trình làm sạch và bể chứa lớn dự trữ lượng nước mưa sử dụng trong một thời gian dài

Xây dựng công trình kiến trúc kết hợp làm các công trình thu nước mưa, nước mưa được tập trung vào bể chứa xây dựng trong công viên dưới các sân chơi, thảm cỏ Nước mưa sau khi xử lý sẽ được bơm tới các điểm vui chơi, các trò chơi có sử dụng nước và cấp nước cho các nhà vệ sinh, nước tưới cây xanh trong công viên

4 X ác định các thông số kỹ thuật của các hạng mục trong mô hình thu gom nước mưa

a Tính toán hệ thống thu nước mưa từ mái nhà

Tính hệ thống thoát nước mưa trên mái nhà bao gồm: chọn đường kính ống đứng, xác định số ống đứng cần thiết và kích thước của máng dẫn (xênô) sau đó tính toán thủy lực mạng lưới

Trình tự tính toán hệ thống thu nước mưa trên mái như sau:

* Bước 1: Tính ống đứng thu nước mưa

Ta có thể chọn đường kính ống đứng thu nước mưa, dựa vào cường độ mưa tính toán xác định được diện tích mái tính toán cho phép tối đa mà ống đó có thể đảm nhận

Từ đó xác định số lượng đường ống đứng cần thiết để thu nước mưa cho toàn bộ diện tích mái

* Bước 2: Tính toán máng dẫn nước (xênô)

Xác định kích thước máng dẫn nước trên cơ sở lượng nước mưa thực tế chảy trên máng dẫn đến phễu thu và phải dựa trên cơ sở tính toán thực tế

Kích thước máng thu có thể tra bảng tùy theo độ dốc đặt máng, hình dạng máng

và theo lưu lượng tối đa

* Bước 3: Tính toán mạng lưới ngầm dưới nền nhà và ngoài sân nhà

Đối với các căn hộ riêng lẻ để đảm bảo nước mưa không bị nhiễm bẩn trong quá trình vận chuyển tới bể chứa ta sử dụng đường cống tròn thu gom nước mưa Khi đó ta tính toán cống thoát nước mưa nằm ngang, ta có thể tra theo bảng phụ thuộc vào độ dốc đặt ống và cường độ mưa

Đối với trường hợp thu gom nước tập trung vào bể chứa lớn hoặc thu gom vào các hồ điều hòa trong thành phố ta có thế sử dụng hệ thống thoát nước mưa trong thành phố làm hệ thống đường ống dẫn nước Trong trường hợp hệ thống thoát nước

chung, khi đó ta phải xây dựng hệ thống thu gom nước mưa riêng dẫn tới hồ điều hòa

và bể chứa nước tập trung

b Xác định dung tích bể chứa

- Dung tích bể chứa theo quy mô hộ gia đình

Đối với khu vực Hà nội căn cứ theo lượng mưa hàng năm, khi đó ta xây dựng bể chứa có dung tích khoảng 1-2 m3để dự trữ nước mưa Diện tích mái dùng để thu nước ứng với dung tích bể 1m3

là 25 m2 đó là diện tích cần thiết để có thể thu được lượng nước lớn nhất sử dụng cho các hộ gia đình, hơn nữa do phần lớn các hộ gia đình biệt

lập ở Hà nội có diện tích mái thu gom khoảng 50 m2, nên lựa chọn dung tích bể chứa

Căn cứ theo lượng mưa và khả năng thu gom nước mưa của khu dân cư, chúng ta

có thể tính toán dung tích bể chứa một cách phù hợp để có thể tận dụng tối đa nguồn nước mưa phục vụ cho các nhu cầu sử dụng của con người Dung tích bể phụ thuộc vào chế độ mưa, cường độ mưa và chế độ tiêu thụ nước của khu dân cư

Khi lượng nước mưa tích trữ lớn để tiết kiệm chi phí xây dựng và thuận tiện cho quá trình xử lý nước trước khi đưa tới đối tượng sử dụng, chúng ta có thể tận dụng các

hồ điều hòa trong thành phố làm hồ chứa nước mưa dự trữ Sau đó nước mưa trong hồ

sẽ được xử lý trước khi cấp tới các đối tượng sử dụng nước Khi đó tùy theo diện tích

và độ sâu của hồ chúng ta sẽ tính ra được lượng nước có thể dự trữ trong hồ và khu vực dân cư có thể sử dụng lượng nước mưa dự trữ trong hồ Để sử dụng các hồ sẵn có trong đô thị chúng ta phải tiến hành nạo vét hồ, ngăn không cho nước thải xả vào hồ để tăng khả năng dự trữ nước và đảm bảo nước mưa dự trữ trong hồ không bị ô nhiễm bởi nước thải

4.2 Mô hình xử lý chất lượng nguồn nước mưa cho khu vực theo tiêu chuẩn chất lượng nước sạch của Việt Nam

1 Đánh giá chất lượng nước mưa khu vực nghiên cứu

Để xây dựng mô hình xử lý chất lượng nước mưa hiệu quả cho vùng nghiên cứu chúng tôi tiến hành thu thập 3 mẫu nước mưa tại các địa điểm trong vùng nghiên cứu

và tại các thời điểm xuất hiện mưa khác nhau Sau đó các mẫu nước mưa này được tiến hành phân tích thí nghiệm và kết quả phân tích để đánh giá chất lượng của các

mẫu nước mưa

Theo bảng phân tích chất lượng nước mưa của khu vực Hà Nội ta thấy trong mẫu nước có tổng chất rắn lơ lửng nằm trong khoảng từ 55-70 mg/l, ngoài ra còn chứa NH4+, NO3- Nguyên nhân trong nước mưa chứa hàm lượng cặn và các chất khí như trên do quá trình nước mưa rơi trong không khí nó đã kéo theo các hạt bụi và các chất khí trong không khí vào cùng nước mưa Khói bụi và các chất khí độc hại chủ yếu do các xí nghiệp công nghiệp ở gần thành phố, trong quá trình sản xuất đã thải vào không khí Ngoài ra trong nước mưa có chứa một số hợp chất của Nitơ là do trong các cơn mưa thường có sấm chớp, điện thế của các tia chớp rất cao (khoảng 11000 V) đã tạo ra các phản ứng của N2 trong không khí và các sản phẩm của Nitơ

Căn cứ theo các bảng phân tích chất lượng nước mưa tại khu vực nghiên cứu, so sánh với bảng chất lượng nước sử dụng cho ăn uống và sinh hoạt ta thấy chất lượng nước mưa tương đối sạch, chỉ cần xử lý hàm lượng một số chất như hàm lượng chất rắn lơ lửng và hàm lượng NH4+, NO3- là có để đảm bảo theo tiêu chuẩn nước sạch cấp cho sinh hoạt Tùy theo từng đối tượng sử dụng nước khác nhau, chúng ta có các biện pháp xử lý khác nhau, đảm bảo chất lượng nước cấp cho các đối tượng theo tiêu chuẩn đã đề ra

2 Đề xuất các mô hình xử lý chất lượng nguồnnước mưa

a Mô hình xử lý nguồn nước mưa áp dụng cho các hộ gia đình

Do nước mưa ở các hộ gia đình phân tán phần lớn được thu gom bởi diện tích mái nhà, diện tích sân phơi và một phần diện tích sân nhà nên chất lượng nước tương đối sạch Trong nước mưa thu về bể chứa có thể có chứa hàm lượng cặn vượt quá tiêu chuẩn cho phép do nước mưa chảy trên mái nhà và các diện tích thu gom khác đã kéo

theo cả bụi bẩn, rác nhỏ vào trong nước Vì vậy tùy thuộc mục đích sử dụng nước mưa của hộ gia đình mà ta có thể có sơ đồ xử lý theo hai sơ đồ như sau:

Sơ đồ 1:

Nước mưa được dùng để cung cấp cho các thiết bị vệ sinh, vòi nước tưới cây, rửa sân, rửa xe Không dùng nước mưa cho ăn uống, khi đó ta có thể xây dựng hệ thống thu gom nước mưa như sau

Theo sơ đồ trên nước mưa sẽ được thu gom trên mái, sau đó được thu vào các máng thu nước trên mái để dẫn về các đường ống đứng thu nước mưa Ở đầu các đường ống đứng ta lắp lưới chắn rác để ngăn cặn bẩn và các rác thải có kích thước lớn trên mái đi vào trong đường ống như: cành cây, lá cây khô, phân chim,…và ở cuối đường ống dẫn nước vào bể chứa chúng ta có bọc vải màn hoặc lưới để giữ các hạt cặn

có kích thước nhỏ Các hạt cặn còn lại se được lắng tiếp trong bể chứa trong thời gian trữ nước Sau đó nước mưa sẽ được máy bơm đưa tới các thiết bị sử dụng nước mưa trong hộ gia đình

Sơ đồ 2:

Khi sử dụng nước mưa một phần vào mục đích ăn, uống thì nước mưa phải được

xử lý trước khi vào bể chứa theo sơ đồ sau:

Sơ đồ này gần giống sơ đồ 1, ở đây chúng ta chỉ bổ xung thêm một ngăn lọc phía trước bể chứa Chức năng của ngăn lọc là giữ lại hầu hết lượng cặn có trong nước mưa, oxy hóa một số hợp chất Ni tơ với hàm lượng nhỏ có trong nước mưa Cấu tạo của ngăn lọc bao gồm các lớp vật liệu lọc như cát thạch anh, than hoạt tính, sỏi đỡ sau

đó dẫn nước vào bể chứa, ngăn lọc có thể xây dựng ngay trên bể chứa hoặc đặt ở đầu

bể chứa nước Nước mưa phải được đun sôi, nấu chín trước khi ăn, uống

b Mô hình xử lý nguồn nước mưa áp dụng cho các hộ gia đình trong khu chung cư, nhà ở tập thể

Đối với trường hợp nước mưa thu gom phân tán tại các hộ gia đình trong khu chung cư, nhà ở tập thể, chất lượng nước tương tự như chất lượng nước tại bể chứa của các hộ thu gom phân tán Khi đó hệ thống xử lý có thể áp dụng theo hai sơ đồ phía trên tùy theo mục đích sử dụng nước mưa của các hộ gia đình

Hệ thống thu gom

ớ

Bể chứa nước mưa Máy bơm dụng nước mưa Thiết bị sử

Nước mưa

trên mái

Hệ thống thu gom

ớ

Bể chứa nước mưa Máy bơm dụng nước mưa Thiết bị sử Nước mưa

trên mái

Đối với trường hợp nước mưa thu gom vào bể chung, hoặc dẫn ra các các hồ điều hòa nằm trong khu dân cư, phục vụ các mục đích sử dụng cho cả khu nhà Khi đó nước mưa trên đường chảy tới bể chứa có kéo theo nhiều cặn bẩn và bùn đất trong đường ống, nước mưa trên mặt đất cũng chảy vào hệ thống thu gom chung nên nước mưa trong bể chứa hoắc trong hồ điều hòa trong trường hợp này có hàm lượng cặn cao, có thẻ có thêm hàm lượng các chất hữu cơ do lá cây, cành cây tươi, xác động vật theo nước mưa chảy tới bể chứa hoặc hồ điều hòa Hệ thống xử lý nguồn nước mưa lúc này tùy theo mục đích sử dụng có thể có các sơ đồ như sau:

Sơ đồ 1:

Nước mưa chỉ sử dụng để cung cấp nước sinh hoạt cho các hộ gia đình trong khu dân cư, nhà ở tập thể trong đó bao gồm cả nước ăn uống Khi đó dây chuyền công nghệ xử lý sẽ là:

Do nước mưa được đưa tới dự trữ trong bể chứa dung tích lớn, hoặc dự trữ trong các hồ điều hòa, nên nước được sơ lắng có thể giảm bớt một phần hàm lượng cặn Tuy nhiên nước dự trữ trong hồ có thể có độ màu cao do sự phát triển của tảo Do công suất của hệ thống thu gom và dự trữ nước mưa trường hợp tính toán không lớn lắm nên dây chuyền công nghệ lúc này bao gồm trạm bơm cấp I làm nhiệm vụ bơm nước lên ngăn phản ứng, trên đường ống đẩy ta đưa hóa chất vào để trộn đều hóa chất với nước Nước và hóa chất thực hiện quá trình tạo bông cặn trong ngăn phản ứng Bông cặn tạo

ra sẽ được lắng lại trong bể lắng đứng, hàm lượng cặn còn lại sẽ được giữ lại tại bể lọc chậm Nước sau bể lọc được châm clo khử trùng và đưa sang bể chứa Trạm bơm nước sạch làm nhiệm vụ đưa nước tới các hộ tiêu thụ Vật liệu trong bể lọc bao gồm cát thạch anh và lớp sỏi đỡ

Trộn hóa chất trên đường ống

Bể phản ứng kết hợp bể lắng đứng

sạch

ML cấp nước

Trạm bơm Cấp I

Bể chứa

Phèn

Hồ chứa

nước mưa

c Mô hình xử lý nguồn nước mưa áp dụng cho các công trình dịch vụ công cộng

Chất lượng nước tại bể chứa hoặc trong hồ điều hòa, trong trường hợp này cũng giống như trường hợp trên do có hình thức thu gom tương tự Tuy nhiên công suất xử

lý trong trường hợp này có thể nhỏ hơn nên các dây chuyền công nghệ xử lý có thể như sau:

Nước mưa được trạm bơm cấp I bơm lên bể lọc chậm, do công suất trạm nhỏ nên

sử dụng bể lọc chậm là phù hợp, hiệu quả xử lý cao giữ lại hầu hết hàm lượng cặn có trong nước Nước sau bể lọc được đưa sang bể chứa, trên đường ống dẫn sang bể chứa

có châm clo để khử trùng Sau đó nước sẽ được bơm tới các đối tượng sử dụng nước

3 Quy trình quản lý, vận hành hệ thống thu gom nước mưa, những khuyến cáo khi thu gom và sử dụng nước mưa

a Vật liệu sử dụng làm mái thu gom nước mưa

- Không nên dùng sơn kể cả sơn chốg rỉ sét để sơn lên mái nhà nếu muốn hứng nước tứ mái nhà Trong sơn có sự hiện diện của chì gây độc thần kinh cho người, sơn còn gây mùi hôi khó chịu cho nước

- Không nên dùng dùng tấm lợp fibro xi măng để hứng nước mưa, đây là loại vật liệu xây dựng có trộn thêm amiăng vào xi măng để tăng cường độ cứng nhưng amiăng

là những sợi thớ nhỏ có thể bị bào mòn theo nước mưa và có thể ảnh hưởng đến sức khoẻ khi sử dụng nước

- Không nên lấy nước vào đầu mùa mưa, nên đợi sau 2 – 3 trận mưa lớn để rửa sạch mái nhà, máng xối mới bắt đầu hứng nước

- Nếu có điều kiện nên rữa kỹ mái nhà, để làm sạch nguồn nước mưa hứng từ mái nhà

Hộ tiêu thụ

Trộn hóa chất trên đường ống

Bể phản ứng kết hợp bể lắng đứng

TB nước sạch

ML cấp nước

Trạm bơm Cấp I

Bể chứa

Hồ chứa

nước mưa

Bể lọc chậm Bể chứa

Trạm bơm

Trạm bơm Cấp I

Đối tượng sử dụng

Hồ chứa

nước mưa

Clo

b Quản lý, vận hành hệ thống sử dụng nước mưa quy mô hộ gia đình

- Sử dụng các lưới chắn rác ở đầu các đường ống đứng thu nước mưa, tách nước mưa đầu trận không đưa vào bể chứa

- Khi hứng nước mưa phải có màng lọc ( lưới, vải mùng…), để hạn chế bụi, cành cây, lá cây, cứt chim… theo mưa vào thiết bị lọc và vào thùng chứa

- Phải che chắng đậy kín các bể chứa nước để hạn chế muỗi đẻ trứng và phát triển thành lăng quăn ngăn chặn bệnh sốt rét, sốt xuất huyểt… những bể chứa nước lớn thì có thể thả cá để diệt lăng quăng

- Trước khi sử dụng nước mưa cần đun sôi để nguội rồi mới sử dụng

c Đối với hệ thống sử dụng nước mưa quy mô tập trung

- Hệ thống đường ống thu gom nước mưa dẫn tới bể chứa tập trung nước mưa, hoặc hồ chứa phải đảm bảo cách ly với các nguồn nước thải Hạn chế đi ống qua những khu vực có nguồn gây ô nhiểm để đảm bảo nước mưa không bị nhiểm bẩn

- Phải thường xuyên thăm nom, kiểm tra hệ thống thu gom nước mưa Duy tu, bảo dưỡng các công trình trong trạm xử lý, trong thời gian mùa khô hệ thống không làm việc

- Có biện pháp khoanh vùng bảo vệ các hồ chứa nước, hạn chế các tác nhân gây

ô nhiễm có thể xâm nhập vào hồ chứa, ảnh hưởng đến chất lượng nước trước xử lý

MƯA CHO VÙNG NGHIÊN CỨU 5.1 Hiệu quả kinh tế

Việc sử dụng nước mưa sẽ có tác dụng giảm chi phí sinh hoạt cho các hộ gia đình bởi vì nước mưa là nguồn nước đến tự nhiên mà mọi gia đình đều có thể thu gom và

sử dụng Tuy nhiên mức giảm chi phí còn phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của từng hộ gia đình như lượng mưa tiềm năng có thể trữ (diện tích hứng, dung tích bể trữ…), quy

mô số người trong một hộ gia đình,…

Theo tính toán của chúng tôi, một hộ gia đình có diện tích mái nhà để hứng nước mưa là 50m2 và trong hộ đó có 5 người thì có thể xây dựng hoặc trang bị một bể trữ nước mưa với dung tích là 2m3 Chi phí đầu tư để xây dựng bể nước mưa nước mưa như vậy và trang thiết bị đi kèm ước tính là 2.300.000 đồng Với tài liệu mưa đến trong khu vực nghiên cứu, ở một năm trung bình nước thì hộ gia đình này có thể thu gom và sử dụng lượng nước mưa là 98m3 chiếm 26,8% so với nhu cầu sử dụng nước của 5 thành viên trong gia đình là 365m3 (=5người*200 l/ngày đêm* 365ngày) Như vậy với giá thành nước được tính toán như hiện nay là 3.500 đồng/m3 thì mỗi hộ gia đình hàng năm sẽ giảm được chi phí sinh hoạt là 345.000 đồng Nếu xét chu kỳ sử

dụng của hệ thống thu gom xử lý nước mưa của hộ gia đình là 10 năm thì sau khoảng hơn 6 năm thì hộ gia đình này sẽ hoàn vốn được phần chi phí đã bỏ ra để đầu tư xây dựng hệ thống thu gom xử lý nước mưa ban đầu và số tiền nước trong 4 năm còn lại

mà hộ gia đình tiết kiệm được (tương đương với 1.380.000 đồng) chính là phần lãi thực của hộ gia đình nhờ sử dụng nước mưa

Trên đây, chúng tôi mới chỉ đưa ra con số sơ bộ về hiệu quả kinh tế của một hộ gia đình có phần diện tích hứng nước ở mức trung bình trong khu vực nghiên cứu Nếu xét trên nhiều đối tượng khác hoặc trên toàn bộ vùng nghiên cứu thì hiệu quả kinh tế khi sử dụng nước mưa sẽ lớn hơn

Không chỉ có vậy, xét trên khía cạnh vĩ mô thì nhờ sử dụng nước mưa để bổ sung cấp nước sinh hoạt cho vùng nghiên cứu thì chi phí đầu tư xây dựng các nhà máy nước trong thời gian tới sẽ giảm đi đặc biệt với phương án xây dựng nhà máy cấp nước sử dụng sông Hồng (công suất dự kiến là 300 nghìn m3/ngày đêm) nơi phải xử lý hàm lượng phù sa lớn, tốn kém hoặc phương án mở rộng nhà máy cấp nước đưa nước từ sông Đà về Hà Nội (từ 300 nghìn m3/ngày đêm hiện nay nên 600 nghìn m3/ngày đêm với chi phí tốn kém do khoảng cách xa, địa hình hiểm trở

Khi lượng nước cấp cho sinh hoạt được bảo đảm nhờ sự bổ sung từ nước mưa thì

sự mâu thuẫn giữa cấp nước sinh hoạt và cấp nước cho các ngành sản xuất được hạn chế đáng kể Lúc này các ngành sản xuất như nông nghiệp, công nghiệp và các ngành sản xuất khác sẽ không bị thiệt hại về kinh tế nhờ có đủ nước sản xuất

Bên cạnh đó, như đã đề cập ở trên sử dụng nước mưa sẽ góp phần giải quyết bài toán tiêu thoát nước đô thị cho vùng nghiên cứu Nhờ khả năng trữ nước mưa từ các

hộ gia đình, các đơn vị ở sẽ giúp cho khả năng tiêu thoát nước của khu vực được đảm bảo mà không phải sử dụng nguồn kinh phí đầu tư tốn kém để xây dựng mới, cải tạo các công trình đầu mối tiêu, hệ thống tiêu thoát nước có quy mô lớn

5.2 Hi ệu quả về khía cạnh xã hội

Nước mưa là một trong số các nguồn nước tinh khiết nhất nhất mà tự nhiên ban tặng cho con người Nước mưa là loại nước mềm tự nhiên, sạch, không mùi và trong thành phần của nước mưa không có các khoáng chất hòa tan như nước ngầm nên rất lý tưởng cho nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt của người dân, đảm bảo sức khoẻ cho người sử dụng Ngoài ra nó cũng hạn chế hiện tượng đóng cặn trong các thiết bị sử dụng nước và làm cho máy bơm hoạt động hiệu quả hơn Tuy nhiên khi ở những khu

đô thị như vùng nghiên cứu, khi nước mưa rơi xuống các loại hình diện tích hứng nước khác nhau thì có khả năng sẽ bị ô nhiễm bởi môi trường nơi đây Vì vậy khi thu gom nước mưa các hộ gia đình phải có biện pháp xử lý thích hợp để có thể sử dụng nguồn nước đảm bảo chất lượng

Khi thu gom và sử dụng nước mưa thì áp lực nên các nhà máy khai thác nguồn nước ngầm, nước mặt sẽ giảm đi đáng kể và sự mâu thuẫn giữa các đối tượng dùng nước, các thành phần dùng nước như hiện nay sẽ được hạn chế đến mức thấp nhất, góp phần tạo sự công bằng trong xã hội về chất lượng cuộc sống

5.3 Hiệu quả về khía cạnh môi trường

Vùng nghiên cứu thường xuyên phải chịu cảnh úng ngập khi xuất hiện những trận mưa có cường độ lớn do cơ sở hạ tầng tiêu thoát nước còn nhiều bất cập Với phương án thu gom nước mưa để sử dụng từ các hộ gia đình, các đơn vị ở như đã đề xuất ở trên thì hệ số tiêu của khu vực sẽ được giảm đi đáng kể Lúc này mỗi công trình thu nước mưa của các hộ gia đình, các đơn vị ở được coi như là một công trình điều tiết nước mưa để tránh tình trạng lượng mưa tập trung vào hệ thống tiêu thoát trong cùng một thời điểm, vượt quá khả năng làm việc của hệ thống và gây ra hiện tượng úng ngập cho thành phố Bên cạnh đó quá trình thu gom và sử dụng nước mưa cũng góp phần bổ sung trữ lượng nước cho nguồn nước ngầm của khu vực đang ngày một cạn kiệt vì khai thác quá mức như hiện nay Với khu vực đô thị có mật độ dân cư tập trung đông đúc như ở khu vực nghiên cứu, thì thu gom và sử dụng nước mưa cũng có tác dụng điều hoà không khí, cải thiện môi trường sống của người dân

K ẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Với mục tiêu nghiên cứu các giải pháp thu gom và sử dụng nước mưa cấp nước

bổ sung cho nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt của thành phố Hà Nội, đề tài đã chọn 7 quận nội thành thuộc vùng Nam sông Hồng để tập trung nghiên cứu Nội dung đề tài

đã dựa trên các tài liệu dân sinh, kinh tế xã hội định hướng đến năm 2020, tài liệu mưa

để dự báo nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt, tính toán tiềm năng nước mưa đến cho vùng nghiên cứu Trên cơ sở đó chúng tôi đã đưa ra được kết quả đánh giá được tỷ lệ nguồn nước mưa có thể đáp ứng cho nhu cầu nước sinh hoạt của vùng Ngoài ra, dưa trên đặc điểm chung vùng nghiên cứu, kết quả phân tích chất lượng 3 mẫu nước mưa thu thập trong vùng nghiên cứu nhóm đề tài cũng đã đề xuất các giải pháp thu gom nước có thể áp dụng cho các hộ gia đình, các đơn vị ở và các mô hình xử lý nước mưa

để đảm bảo chất lượng cho mục đích sinh hoạt theo tiêu chuẩn ngành 33:2006 Các hiệu quả về kinh tế, xã hội và môi trường cũng được đánh giá một cách sơ bộ để thấy được ý nghĩa, tầm quan trọng của việc thu gom sử dụng nước mưa trên địa bàn

Tuy nhiên do địa bàn nghiên cứu rộng nên nội dung đề tài mới chỉ tập trung nghiên cứu một cách khái quát các vấn đề có liên quan vì vậy rất mong cơ quan cấp trên tiếp tục cho nghiên cứu, xây dựng mô hình thu gom, sử dụng nước mưa để cấp

nước bổ sung cho một vùng cụ thể Như vậy hiệu quả, ý nghĩa và tầm quan trọng của việc sử dụng nước mưa sẽ được đánh giá một cách chính xác hơn, thuyết phục hơn Bên cạnh nghiên cứu tác dụng của nước mưa phục vụ cấp nước bổ sung cho nhu cầu sinh hoạt thì việc nghiên cứu giải pháp thu gom nước mưa bổ sung cho nguồn nước ngầm đang dần cạn kiệt, cũng như nghiên cứu hiệu quả của việc thu gom và sử dụng nước mưa của các hộ gia đình, các đơn vị ở đối với bài toán tiêu thoát nước cho các vùng đô thị như vùng nghiên cứu là rất đáng quan tâm và có ý nghĩa quan trọng ở thời điểm hiện tại cũng như trong thời gian tới