Nghiên cứu và đề xuất giải pháp quản lý nước mưa phục vụ cho nhu cầu đô thị

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Khảo sát và đánh giá nhu cầu sử dụng nước cho nhu cầu đô thị, đặc biệt là nước mưa - Khảo sát và đánh giá hiện trạng chất lượng nước mưa và hoạt động quản lý nước

NGUYỄN THỊ PHƯƠNG YÊN

NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ NƯỚC MƯA PHỤC VỤ CHO

NHU CẦU ĐÔ THỊ

Chuyên ngành: Quản lý Môi trường

KHÓA LUẬN THẠC SĨ

TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2011

Tp HCM, ngày tháng 01 năm 2011

NHIỆM VỤ KHOÁ LUẬN THẠC SĨ

Họ tên học viên: NGUYỄN THỊ PHƯƠNG YÊN Phái: Nữ

Ngày tháng năm sinh: 11/10/1983 Nơi sinh: Gia Lai

Chuyên ngành: Quản lý môi trường MSHV: 09260558

1 TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu và đề xuất giải pháp quản lý nước mưa phục vụ

cho nhu cầu đô thị

2 NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Khảo sát và đánh giá nhu cầu sử dụng nước cho nhu cầu đô thị, đặc biệt là

nước mưa

- Khảo sát và đánh giá hiện trạng chất lượng nước mưa và hoạt động quản lý

nước mưa cho nhu cầu đô thị

- Đánh giá tiềm năng khai thác, sử dụng nước mưa tại đô thị

- Đề xuất các giải pháp quản lý nước mưa phục vụ nhu cầu đô thị

3 NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 22/07/2010

4 NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 10/01/2011

tác giả về mặt chuyên môn, sửa chữa những lỗi sai, tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả được tham khảo, sử dụng các kết quả nghiên cứu có liên quan và tạo điều kiện tốt nhất cho tác giả hoàn thành khóa luận tốt nghiệp

Tác giả xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô của Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình truyền đạt những kiến thức vô cùng quý báu trong suốt quá trình học tập và thực hiện khóa luận

Xin chân thành cảm ơn gia đình, đồng nghiệp và bạn bè đã quan tâm, động viên khuyến khích tác giả trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 01 năm 2011

Nguyễn Thị Phương Yên

giảm chất lượng nước mặt và nước ngầm thì việc tìm kiếm nguồn nước bổ sung, thay thế là rất cần thiết Nước mưa là một trong những nguồn quan trọng đó Tuy nhiên, hiện nay nước mưa chưa được khai thác hợp lý, thậm chí đang bị sử dụng một cách

lãng phí Chính vì vậy, đề tài “Nghiên cứu và đề xuất giải pháp quản lý nước mưa phục vụ cho nhu cầu đô thị” được thực hiện nhằm đánh giá chất lượng nước mưa đô thị, từ đó tiến hành đánh giá tiềm năng và đề xuất các giải pháp quản lý, thu gom và

sử dụng nước mưa, nhằm gia tăng nguồn nước cho nhu cầu đô thị, giảm tình trạng ngập úng, đảm bảo công tác quản lý đô thị bền vững

Đề tài đã tiến hành nghiên cứu các vấn đề sau:

• Khảo sát và đánh giá nhu cầu sử dụng nước cho nhu cầu đô thị, đặc biệt là nước mưa

• Khảo sát và đánh giá hiện trạng chất lượng nước mưa và hoạt động quản lý nước mưa cho nhu cầu đô thị

• Đánh giá tiềm năng khai thác, sử dụng nước mưa tại đô thị

• Đề xuất các giải pháp quản lý nước mưa phục vụ nhu cầu đô thị

exploitation of ground water has exceeded the recharge and the alarming of extremely pollution of surface water It could be argued that roof – top rainwater should be considered as an ideally alternative source for urban area However, up till now very few households or buildings have been equipped with the rainwater harvesting system which is still considered as a new phenomenon in Vietnam urban

areas Therefore, the thesis, namely “Study and propose the recommendations to roof – top rainwater harvesting for urban demand”, should be done The overall

purpose of this thesis is to evaluate the quality of municipal rainwater, do assesses the feasibilities on technical, economic, environment and social aspects Results of the study will be used to develop recommendations for rainwater harvesting complying with existing Vietnam urban areas for the sustainability development There are main contents associated with the practice of rainwater harvesting These include:

• Study and evaluate the municipal water demand, especially in roof – top rainwater

• Study and evaluate the quality and the management aspects of harvested roof – top rainwater

• Study the feasibility evaluation of roof – top rainwater harvesting program, case study in Ho Chi Minh City

• Propose the approciate recommendations for urban areas

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 3

1.3 Nội dung nghiên cứu 4

1.4 Phương pháp nghiên cứu 4

1.4.1 Phương pháp luận 4

1.4.2 Phương pháp nghiên cứu 4

1.5 Phạm vi nghiên cứu 5

1.6 Tính mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 5

1.6.1 Tính mới của đề tài 5

1.6.2 Ý nghĩa khoa học của đề tài 6

1.6.3 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 6

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU QUẢN LÝ NƯỚC MƯA PHỤC VỤ NHU CẦU ĐÔ THỊ 2.1 Lịch sử khai thác nước mưa trên thế giới 7

2.2 Tình hình nghiên cứu quản lý nước mưa cho nhu cầu đô thị 8

CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN NƯỚC MƯA VÀ HOẠT ĐỘNG QUẢN LÝ NƯỚC MƯA ĐÔ THỊ VIỆT NAM 3.1 Tổng quan về nước mưa 17

3.1.1 Giới thiệu chung về nước mưa 17

3.1.2 Vòng tuần hoàn nước và sự tạo thành mưa 17

3.1.3 Tính chất và thành phần nước mưa từ mái 19

3.2 Lợi ích, cơ hội và thách thức của hoạt động khai thác nước mưa 22

3.2.1 Lợi ích 22

3.3.1 Tổng quan về đô thị Việt Nam 27

3.3.2 Tình hình cấp nước đô thị 30

3.3.3 Tình hình thoát nước đô thị 34

3.4 Đặc điểm chung của nước mưa đô thị Việt Nam 37

3.5 Hiện trạng quản lý nước mưa tại đô thị Việt Nam 47

3.5.1 Về người tiêu dùng 48

3.5.2 Về phía cơ quan quản lý 55

CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ KHẢ THI HOẠT ĐỘNG KHAI THÁCNƯỚC MƯA CHO NHU CẦU ĐÔ THỊ 4.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động khai thác nước mưa 58

4.2 Đánh giá khả thi hoạt động khai thác nước mưa phục vụ nhu cầu đô thị tại Việt Nam, điển hình tại TP.HCM 60

4.2.1 Đánh giá khả thi về kỹ thuật 60

4.2.1.1 Thuyết minh hệ thống thu gom nước mưa từ mái 60

4.2.1.2 Đánh giá khả thi kỹ thuật 64

4.2.2 Đánh giá khả thi về mặt kinh tế 76

4.2.2.1 Lượng nước thu gom và số tiền tiết kiệm được 76

4.2.2.2 Chi phí đầu tư ban đầu 78

4.2.2.3 Chi phí vận hành 79

4.2.2.4 Thời gian hoàn vốn 78

4.2.3 Đánh giá khả thi về môi trường, xã hội 79

4.2.3.1 Đảm bảo chỉ số áp lực nước - WSI 79

4.2.3.2 So sánh chất lượng nước mưa từ mái và nước mưa chảy tràn 80

4.2.3.3 Giảm tình trạng ngập úng đô thị mùa mưa 84

5.2 Giải pháp đề xuất cho hoạt động khai thác nước mưa cho đô thị Việt Nam 90

5.2.1 Nâng cao nhận thức cho cộng đồng, các nhà quản lý, hoạch định chính sách… 93

5.2.2 Nâng cao năng lực của các cá nhân/tổ chức/viện nghiên cứu 94

5.2.3 Soạn thảo và ban hành luật, quy định, tài liệu hướng dẫn liên quan 95

5.2.4 Phát triển cơ sở hạ tầng, công trình khai thác nước mưa 96

5.2.5 Giám sát và đánh giá 96

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 Kết luận 97

6.2 Kiến nghị .99 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC 1: BẢNG CÂU HỎI KHẢO SÁT NHU CẦU DÙNG NƯỚC MƯA CHO

NHU CẦU ĐÔ THỊ

PHỤ LỤC 2: KẾT QUẢ KHẢO SÁT NHU CẦU DÙNG NƯỚC MƯA CHO NHU CẦU ĐÔ THỊ

PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA

Hình 2.2: Nước ép mây nguyên chất 11

Hình 2.3: Người dân Nhà Bè tự hứng nước mưa từ mái tôn 15

Hình 3.1: Vòng tuần hoàn nước và sự tạo thành mưa 18

Hình 3.2: Định hướng phát triển đô thị tại Việt Nam qua các năm 28

Hình 3.3: Thành phần dân số Việt Nam năm 2008 29

Hình 3.4: Định hướng phát triển dân số đô thị Việt Nam 29

Hình 3.5 Tổng nhu cầu cấp nước tại TP.HCM qua các năm 30

Hình 3.6: Chỉ số WSI của vùng kinh tế trọng điểm phía Nam 31

Hình 3.7: Người dân Nhà Bè mua nước sạch 32

Hình 3.8: Nguyên nhân gây ngập tại TP.HCM 35

Hình 3.9: Tình hình ngập úng khu vực Gò Vấp, Tân Bình 36

Hình 3.10: Ngập sâu trên đường Xô Viết Nghệ Tĩnh, quận Bình Thạnh 36

Hình 3.11: Thành phần nước mưa tại Hà Nội 38

Hình 3.12: Thành phần cation trong nước mưa tại đô thị phía Nam 38

Hình 3.13: Thành phần anion trong nước mưa tại đô thị phía Nam 39

Hình 3.14: Diễn biến nồng độ bụi PM10 trung bình năm trong không khí xung quanh một số đô thị từ năm 2005 đến 2009 40

Hình 3.15 Diễn biến nồng độ NO2 ven các trục giao thông của một số đô thị 41

Hình 3.16: Nồng độ benzen, toluen và xylen trung bình 1 giờ của một số khu vực tại Hà Nội 41

Hình 3.17: Diễn biến pH của nước mưa tại Phú Nhuận và Bình Thạnh 44

Hình 3.18: Diễn biến độ đục của nước mưa tại Phú Nhuận và Bình Thạnh 45

Hình 3.19: Diễn biến COD của nước mưa tại Phú Nhuận và Bình Thạnh 46

Hình 3.20: Diễn biến DO của nước mưa tại Phú Nhuận và Bình Thạnh 46

Hình 3.21: Diễn biến TSS của nước mưa tại Phú Nhuận và Bình Thạnh 47

Hình 3.22: Diễn biến Coliform của nước mưa tại Phú Nhuận và Bình Thạnh 48

Hình 3.25: Quan niệm về loại nước sạch tại phường 3, Phú Nhuận 50 Hình 3.26: Tỷ lệ phần trăm hộ dân có sử dụng nước mưa tại một số phường, thuộc quận Phú Nhuận, Tân Bình, Hóc Môn và Bình Tân 51 Hình 3.27: Nguyên nhân các hộ dân không sử dụng nước mưa 51 Hình 3.28, 3.29: Nước mưa không được thu gom từ mái, để chảy tràn ra đường hẽm Ảnh chụp ngày 07/11/2010 tại hẽm 64, phường 3, Phú Nhuận 52 Hình 3.30, 3.31: Ảnh chụp sau cơn mưa ngày 07/11/2010 tại hẽm 94, vạn kiếp, Bình Thạnh 53 Hình 3.22: Máng thu nước mưa 54 Hình 3.23: Thùng 50lít thu nước mưa để trước sân 54 Hình 3.24: 85% hộ gia đình sẵn sàng chuyển sang dùng nước mưa nếu như giá nước tăng 55 Hình 3.25: 75% hộ gia đình sẽ sử dụng nước mưa nếu nước mưa được xử lý đảm bảo chất lượng 55 Hình 3.26: Phần trăm hộ dân sẵn sàng dùng nước mưa nếu nước mưa được xử lý đảm bảo tiêu chuẩn tại một số phường, thuộc quận Phú Nhuận, Tân Bình, Hóc Môn và Bình Tân 55 Hình 4.1: Hệ thống khai thác nước mưa từ mái 62 Hình 4.2: Biểu đồ pareto thể hiện 80% nguyên nhân không sử dụng nước mưa tại phường 3, Phú Nhuận 64 Hình 4.3: Phương pháp lọai nước mưa đầu cơn 66 Hình 4.4: Thiết bị lọc rửa nước mưa 67 Hình 4.5: Tỷ lệ phần trăm hộ dân không sử dụng nước mưa vì nhà chật, không có thiết

bị lưu chứa tại một số phường, thuộc quận Phú Nhuận, Tân Bình, Hóc Môn và Bình Tân 68

ngầm 70

Hình 4.8: Mô hình khai thác nước mưa tại các tòa nhà với bể chứa được xây dựng ngầm 71

Hình 4.9: Mô hình khai thác nước mưa tại các tòa nhà với bể chứa được xây dựng trên cao 72

Hình 4.10: Mô hình khai thác nước mưa với thùng chứa 220 lít đặt dọc hành lang 72

Hình 4.11: Hệ thống khai thác nước mưa với thùng chứa đặt trước nhà 73

Hình 4.12: Hệ thống khai thác nước mưa với nhiều thùng chứa 73

Hình 4.13: Lượng nước mưa trung bình thu gom từ mái của một hộ qua các năm tại Thành phố Hồ Chí Minh 76

Hình 4.14: Lượng nước sử dụng trung bình tháng của một số hộ tại phường 3, quận Phú Nhuận 76

Hình 4.15: Đánh giá khả thi về kinh tế của hệ thống khai thác nước mưa tại Thành phố Hồ Chí Minh 80

Hình 4.15: So sánh lượng coliform trong nước mưa chảy tràn và nước mưa thu gom từ mái tại Bình Thạnh và Phú Nhuận 83

Hình 4.16: So sánh hàm lượng COD trong nước mưa chảy tràn và nước mưa thu gom từ mái tại Bình Thạnh và Phú Nhuận 83

Hình 5.1: Logo chương trình quốc gia về khai thác nước mưa của Hàn quốc 89

Hình 5.2 : Thần mưa tại Nhật Bản 89

Hình 5.3 Quy trình xác định tiềm năng khai thác nước mưa cho đô thị 92

Hình 5.4: Lộ trình triển khai chương trình quản lý nước mưa 92

Bảng 3.2: Mối liên quan giữa mục tiêu thiên niên kỹ và vai trò của hoạt động khai thác

nước mưa 24

Bảng 3.3: Kết quả phân tích các thông số ô nhiễm của nước mưa thu gom từ mái tại phường 3 quận Bình Thạnh và phường 3 quận Phú Nhuận 43

Bảng 4.1: Các loại vật liệu mái các quốc gia trên thế giới hiện đang sử dụng 60

Bảng 4.2: Thuận lợi và khó khăn của bể chứa nước mưa nổi và chìm 69

Bảng 4.3: Lượng mưa trung bình qua các năm tại TP.HCM 74

Bảng 4.4: Hệ số dòng chảy của một số vật liệu thường gặp 75

Bảng 4.5: Lượng nước mưa trung bình thu gom từ mái tại TP.HCM 75

Bảng 4.6: Chi phí đầu tư ban đầu của hệ thống khai thác nước mưa từ mái 78

Bảng 4.7: Tổng hợp phân tích khả thi về kinh tế của một hệ thống khai thác nước mưa từ mái 79

Bảng 4.8: So sánh một số thông số giữa nước mưa chảy tràn và nước mưa thu gom từ mái 82

từ nước mưa, khoảng 1.960 mm tương đương 640 tỷ m3 nước/năm (Phạm Ngọc Dũng et al., 2008) Tuy nhiên, hiện nay Việt Nam vẫn đang đứng trước nguy cơ thiếu nước sạch nghiêm trọng (Đoàn Cảnh, 2006) Chính vì vậy, việc đáp ứng đủ nước phục vụ nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội đã và đang trở thành một trong những mục tiêu quan trọng trong chiến lược quốc gia về tài nguyên nước năm 2020 Hiện nay, khu vực đô thị ngày càng được phát triển mở rộng Dự báo năm 2025 tổng số đô thị cả nước đạt trên 1000 đô thị với dân số khoảng 52 triệu người, tỷ lệ

đô thị hoá đạt khoảng 50% (Lưu Đức Hải, 2009) Dân số tăng, nhu cầu dùng nước cho mọi hoạt động sinh hoạt và phát triển kinh tế tăng lên đã phần nào tạo áp lực lớn đến các điều kiện về cơ sở hạ tầng và các nguồn lực đô thị khác, đặc biệt là áp lực về tài nguyên nước

Tổng nhu cầu cấp nước cho Thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM) năm 2005 khoảng 2 triệu m3/ngày, ước tính đến năm 2020 con số này sẽ lên đến 3 triệu

m3/ngày Sự gia tăng nhu cầu này sẽ tăng áp lực về an toàn lưu lượng và chất lượng đến các nguồn cấp nước cho thành phố (Nguyễn Phước Dân et al., 2010) Hiện nay, TP.HCM chỉ thoả mãn khoảng 80% nhu cầu cấp nước sạch của thành phố (Tổng cục Môi trường, 2010), nhiều khu vực vùng ven thường xuyên chịu cảnh thiếu nước, đặc biệt là vào mùa khô Theo thống kê, chỉ có khoảng 10,64% người dân ở huyện Bình Chánh và 22,14% người dân ở Nhà Bè được cấp nước sạch (Võ Lê Phú, 2009)

Nguyên nhân chính của tình trạng thiếu nước trên tại TP.HCM nói riêng và tại các khu vực đô thị khác nói chung là do nguồn cung cấp nước hiện nay được khai thác chủ yếu từ nguồn nước mặt và nước ngầm Tuy nhiên, cả hai nguồn này ngày càng bị suy giảm cả về chất lượng và trữ lượng do việc khai thác quá mức và ô nhiễm nghiêm trọng

Thực tế, sự suy thoái chất lượng nước mặt đang ở mức báo động Tình trạng

ô nhiễm nước mặt nhận thấy rõ ràng nhất tại khu vực đô thị như lớn như Hà Nội, Hải Phòng, TP.HCM (Hà Văn Khối, 2005) Chất lượng nguồn nước mặt cấp cho khu vực đô thị có chiều hướng biến đổi ngày càng xấu Từ năm 2005 đến năm 2020, hàm lượng BOD5 do nước thải sinh hoạt và công nghiệp thải vào lưu vực sông Sài Gòn – Đồng Nai có thể sẽ tăng lên 6.3 mg/l Thêm vào đó, hàm lượng các chất hữu

cơ, sắt, mangan và ammonia đều tăng cao (Nguyễn Phước Dân et al., 2010) vượt tiêu chuẩn cho phép

Thêm vào đó, tốc độ khai thác nước ngầm tại khu vực đô thị bắt đầu tăng nhanh từ năm 1990, đặc biệt là tại các đô thị lớn Trung bình lượng nước ngầm được khai thác tại TP.HCM khoảng 2,5 triệu m3/ngày – đêm, nhưng ngưỡng khai thác an toàn cho phép không vượt quá 1/3 lượng khai thác hiện tại, là 800.000

m3/ngày – đêm Dẫn đến các tầng chứa nước ngầm ở TPHCM bị sụt giảm nghiêm trọng Từ năm 2000 đến nay, các tầng chứa nước này tụt giảm trung bình mỗi năm

từ 1,5m đến 2m Song song với đà tụt giảm này là sự gia tăng xâm nhập mặn và sụt lún bề mặt tại TP.HCM (Mỹ Dung, 2007)

Trong tình trạng các nguồn cấp nước hiện nay tại khu vực đô thị ngày càng suy thoái như vậy, để đảm bảo nhu cầu tiêu thụ nước, các đô thị cần có biện pháp quản lý tài nguyên nước bền vững như tái sử dụng nước thải, tăng dự trữ nước vào mùa khô v.v Trong đó, việc khai thác và sử dụng hợp lý nước mưa là một trong những giải pháp góp phần giải quyết vấn đề tài nguyên nước Thứ nhất, nước mưa với vai trò là một thành phần của vòng tuần hoàn nước có thể góp phần đáng kể làm gia tăng và thay thế cho các nguồn nước ngọt cung cấp truyền thống hiện nay (Barron et al., 2009) Thứ hai, lượng mưa khá dồi dào ở Việt Nam (khoảng

1960mm/năm) (Nguyễn Thanh Sơn, 2005) càng cho thấy tiềm năng khai thác nguồn tài nguyên này

Trên thực tế, nguồn nước mưa tại khu vực đô thị hiện nay vẫn chưa được khai thác đúng mức và đang bị sử dụng một cách lãng phí Nguồn nước này đang được xem là một trong những nguyên nhân gây ngập úng đô thị, đặc biệt là vào mùa mưa Đa số người dân vẫn cho rằng nước là nguồn tài nguyên vô tận, “của trời cho”

và không có ý nghĩ thu gom nước mưa để sử dụng (Khổng Thị Huỳnh Son, 2009; Nguyễn Thị Minh Tâm, 2009)

Thêm vào đó, việc khai thác và sử dụng hợp lý nước mưa vẫn chưa được đề cập trong phê duyệt định hướng phát triển cấp thoát nước đô thị Việt Nam trong thời gian tới (Quyết định 1930/QĐ – TTg của Thủ tướng Chính phủ) Các cơ quan chức năng tìm mọi cách thoát nước mưa càng nhanh càng tốt (Đoàn Cảnh, 2006) thông qua những dự án với chi phí đầu tư lên đến hàng trăm triệu đô la Mỹ như: nâng cao nền đường, cải tạo cống, xây dựng trạm bơm, xây dựng cống ngăn triều, v.v Những dự án này mới chỉ là giải pháp tình thế, chưa hề tính toán đến bất kỳ công trình thu gom và điều tiết nước mưa nào, do vậy các đô thị chưa thể giải quyết triệt để vấn đề ngập úng, đặc biệt là vào mùa mưa (Nguyễn Văn Điềm et al 2005) Tóm lại, cùng với sự gia tăng nhanh nhu cầu về nước phục vụ cho nhu cầu đô thị, sự suy giảm chất lượng nước mặt và nước ngầm thì việc tìm kiếm nguồn nước

bổ sung, thay thế là rất cần thiết Nước mưa là một trong những nguồn quan trọng

đó Tuy nhiên, hiện nay nước mưa chưa được khai thác hợp lý, thậm chí đang bị sử

dụng một cách lãng phí Chính vì vậy, đề tài “Nghiên cứu và đề xuất giải pháp quản lý nước mưa phục vụ cho nhu cầu đô thị” được thực hiện nhằm đánh giá chất lượng nước mưa đô thị, từ đó tiến hành đánh giá tiềm năng và đề xuất các giải pháp quản lý, thu gom và sử dụng nước mưa, nhằm gia tăng nguồn nước cho nhu cầu đô thị, giảm tình trạng ngập úng, đảm bảo công tác quản lý đô thị bền vững

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu và đề xuất mô hình khái niệm (Conceptual Model) về cơ sở lý thuyết của việc quản lý, thu gom và sử dụng nước mưa nhằm định hướng quản lý

và nâng cao nhận thức về ý nghĩa và lợi ích của việc thu gom và sử dụng hợp lý nước mưa tại đô thị

1.3 Nội dung nghiên cứu

Để đạt được mục tiêu nghiên cứu nêu trên, các nội dung sau sẽ được thực hiện:

- Khảo sát và đánh giá nhu cầu sử dụng nước cho nhu cầu đô thị, đặc biệt là nước mưa

- Khảo sát và đánh giá hiện trạng chất lượng nước mưa và hoạt động quản lý nước mưa cho nhu cầu đô thị

- Đánh giá tiềm năng khai thác, sử dụng nước mưa tại đô thị

- Đề xuất các giải pháp quản lý nước mưa phục vụ nhu cầu đô thị

1.4 Phương pháp nghiên cứu

1.4.1 Phương pháp luận

Để thực hiện đề tài này, tác giả đã thực hiện phương pháp nghiên cứu dựa vào các phương pháp thống kê trong quản lý tài nguyên nước, điều tra xã hội học quan niệm của cộng đồng về tài nguyên nước Bên cạnh đó, tác giả còn nghiên cứu mối tương quan giữa các yếu tố “nhu cầu dùng nước”, “tình trạng khan hiếm nước, ngập úng nước vào mùa mưa”, “nhận thức và quan niệm của cộng đồng về tài nguyên nước hiện nay” Từ đó, rút ra kết luận và đề xuất giải pháp phù hợp

1.4.2 Phương pháp nghiên cứu

Trên nền tảng của phương pháp luận trên, nhằm đạt được mục tiêu và nội dung nêu trên, các phương pháp nghiên cứu sau đây sẽ được thực hiện:

- Phương pháp thu thập và tổng quan tài liệu: Phương pháp này được thực hiện ở

tất cả các giai đoạn nghiên cứu Các tài liệu được thu thập và tổng quan từ các nghiên cứu trong và ngoài nước trước đó có liên quan đến các khảo sát, đánh giá chất lượng nước mưa và quản lý nước mưa thu gom từ mái

- Phương pháp khảo sát thực địa, điều tra và thu thập thông tin: Điều tra, khảo sát

thông tin từ cộng đồng đối với tài nguyên nước thông qua bảng câu hỏi khảo sát và ghi nhận bằng hình ảnh

- Phương pháp lấy mẫu: Mẫu nước mưa (hứng từ mái nhà và chảy tràn) được tại

một số địa điểm tại các quận nội thành (Bình Thạnh và Phú Nhuận) Việc lấy mẫu được tiến hành 02 tuần/lần trong 03 tháng, bắt đầu từ tháng 8 Phương pháp lấy mẫu được thực hiện theo TCVN 5997:1995 về “Chất lượng nước – Lấy mẫu – Hướng dẫn lấy mẫu nước mưa”

- Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm: Các chỉ tiêu phân tích bao gồm:

pH, độ đục, độ cứng, TSS, DO, COD, coliform, tổng nitơ, tổng photpho

- Phương pháp thống kê, xử lý số liệu: Các số liệu về chất lượng nước mưa và kết

quả điều tra khảo sát sẽ được thu thập, sắp xếp, tổng hợp và biểu diễn bằng các bảng biểu và đồ thị Sau đó, sẽ được phân tích có hệ thống bằng phần mềm excel nhằm mục đích nhận dạng và đánh giá mức độ tác động đến hoạt động quản lý nước mưa

- Phương pháp so sánh: Kết quả phân tích nước mưa được do sánh với các quy

chuẩn sau:

+ QCVN 08:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt + QCVN 01:2009/BYT Quy chuẩn kỹ thuât quốc gia về chất lượng nước ăn uống + QCVN 02:2009/BYT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt

- Phương pháp đánh giá nhanh: Dựa trên các số liệu thu thập, dự báo nhu cầu dùng

nước nước mưa, từ đó đánh giá khả thi hoạt động quản lý nước mưa tại TP.HCM

- Phương pháp chuyên gia: tham khảo kinh nghiệm, kiến thức chuyên gia trong

lãnh vực có liên quan về các giải pháp đề xuất cho công tác quản lý và thu gom nước mưa

1.5 Phạm vi nghiên cứu

Nước mưa thu gom từ mái các công trình, toà nhà cho nhu cầu đô thị

1.6 Tính mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

1.6.1 Tính mới của đề tài

Hoạt động quản lý thu gom, sử dụng, lưu trữ và phân phối nước mưa cho nhu cầu đô thị đã được nghiên cứu nhiều ở các quốc gia trên thế giới Tại Việt Nam, lãnh vực này còn khá mới và chưa có công trình nghiên cứu chính thức cấp thành

phố, quốc gia nào về việc ứng dụng nước mưa cho hoạt động đô thị Tại TP.HCM,

Hà Nội – 2 đô thị lớn nhất Việt Nam cũng chưa có chính sách, quy định nào về việc khuyến khích, hỗ trợ việc khai thác sử dụng nước mưa Các đề tài, nghiên cứu trước đây chỉ dừng lại ở mức đề xuất ý tưởng, chưa tiến hành đánh giá khả thi và tiềm năng áp dụng tại đô thị một cách đầy đủ về các khía cạnh kỹ thuật, kinh tế, môi trường và xã hội

Đề tài này được thực hiện dựa trên các số liệu, thông tin về hiện trạng quản lý nước mưa và chương trình phát triển kinh tế xã hội của các đô thị, cộng với các kinh nghiệm quản lý nước mưa của các quốc gia trên thế giới để đề xuất các chương trình quản lý phù hợp với tình hình hiện nay, đảm bảo mục tiêu phát triển bền vững của đô thị Việt Nam

1.6.2 Ý nghĩa khoa học của đề tài

Nghiên cứu quá trình khai thác, sử dụng nước mưa thu gom từ các công trình, nhà cửa phục vụ nhu cầu đô thị Qua đó, góp phần tạo cơ sở khoa học cho các nghiên cứu tiếp theo nhằm giảm áp lực cho công tác quản lý đô thị, đảm bảo bảo tồn và phát triển nguồn tài nguyên nước bền vững

Tạo cơ sở nhân rộng mô hình ứng dụng nước mưa cho hoạt động đô thị và nông thôn

1.6.3 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Đề tài nghiên cứu các thông tin về nhu cầu sử dụng nước và nước mưa, hoạt động quản lý nước mưa của đô thị Việt Nam, điển hình tại TP.HCM để đề xuất giải pháp quản lý việc khai thác và sử dụng hợp lý nước mưa phục vụ cho nhu cầu đô thị

và tạo nền tảng cho các để tài nghiên cứu tiếp theo Đây là một đề tài rất có ý nghĩa đối với việc giải quyết phần nào vấn nạn khan hiếm nước vào mùa khô, ngập úng vào mùa mưa và giảm ô nhiễm nguồn nước Qua đó, đề tài còn góp phần giảm chi phí, tăng thêm thu nhập cho các hộ dân trong khu vực đô thị

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU QUẢN LÝ NƯỚC MƯA PHỤC VỤ NHU CẦU ĐÔ THỊ

2.1 Lịch sử khai thác nước mưa trên thế giới

Kỹ thuật khai thác tài nguyên nước mưa như hiện nay không phải là kỹ thuật mới mà nó đã được người Nabateans và cư dân khu vực Trung Đông nghiên cứu áp dụng từ 4.500 năm trước Công Nguyên, tuy nhiên thời bấy giờ chỉ mới sử dụng các vật liệu thiên nhiên Mãi đến thế kỷ XX, thì con người mới nghiên cứu các kỹ thuật nhân tạo nhằm khai thác sử dụng nước mưa Đầu tiên, người ta khai thác nước mưa

để dùng cho mục đích nông nghiệp là chính (Sivanappan, 2006; Julia, 2008)

Từ 3000 năm trước công nguyên, người Ấn Độ đã khai thác và sử dụng nước mưa (Sivanappan, 2006) Tại quốc gia này, nước có liên quan đến nhiều hoạt động tín ngưỡng quan trọng, người ta xem nước như là một công cụ chuyển tải những mong ước của họ đến với các vị thần linh Bên cạnh đó, do khan hiếm nguồn nước, dân số tăng nhanh cộng với sự phát triển của hoạt động công nông nghiệp đã tạo sức ép rất lớn cho tài nguyên nước tại đây Do vậy, các vị Hoàng đế và Vua của Ấn

Độ qua các thời kỳ đã không chỉ xây dựng các công trình khai thác nước mưa mà con khuyến khích người dân Ấn tự xây dựng các công trình riêng cho gia đình mình Dựa trên nền tảng này, nhiều luật và quy định có liên quan đến hoạt động thu gom, sử dụng, lưu trữ và phân phối nước mưa được ban hành tại quốc gia này (RGNDWM, 2004)

Tại các quốc gia khu vực Đông Nam Á, việc khai thác và sử dụng nước mưa

đã được thực hiện từ khá lâu đời Người Philippines đã sử dụng nước mưa phục vụ cho canh tác trên ruộng bậc thang từ vài ngàn năm nay Tại Thái Lan và các quốc gia khác trong khu vực Đông Nam Á, người ta cũng đã khai thác và sử dụng nước mưa từ hơn 2000 năm trước Vào những ngày mưa, người dân tại những khu vực này thường thu gom nước mưa từ mái nhà (mái nhà tranh sử dụng máng xối) bằng cách đặt 4 chiếc thùng lớn ở 4 góc nhà Tất cả hoạt động trong gia đình họ đều sử

dụng nguồn nước này, chỉ khi nguồn nước này hết thì họ mới sử dụng nước giếng (Sivanappan, 2006)

Hình 2.1: Người dân Ấn Độ cầu nguyện thần voi tại lễ hội Ganesh Chaturthi

(Hạnh Nguyên, 2010)

Cách đây 2000 năm, vùng Bắc Ai Cập – là khu vực đầu tiên tại Châu Phi thu gom và sử dụng nước mưa, với trữ lượng trung bình từ 200 – 2000m3, nhiều bể chứa nước mưa này đến ngày nay vẫn còn hoạt động (GDRC, 2001)

Do đó, có thể nói quá trình thu gom và khai thác nước mưa như là một nền văn minh từ thời xa xưa, đã và đang được nghiên cứu cải tiến liên tục nhằm phù hợp với nhiều mục đích sử dụng khác nhau Chỉ có điều, việc này đã không được thực hiện có hệ thống tại tất cả các khu vực, quốc gia trên thế giới Nước mưa thu gom từ mái, cần phải được khai thác để giải quyết vấn đề nước ở khắp mọi nơi, không chỉ dừng lại ở khu vực khô cằn mà còn ở khu vực ẩm ướt

2.2 Tình hình nghiên cứu quản lý nước mưa cho nhu cầu đô thị

Hiện nay, tình hình khan hiếm và ô nhiễm nguồn nước trên phạm vi toàn cầu ngày càng nghiêm trọng Có khoảng 1,1 tỷ người không có nước sạch sử dụng; 2,4

tỷ người thiếu các điều kiện vệ sinh về nước (UNESCO – WWAP, 2003), 7 triệu

người chết mỗi năm vì các bệnh liên quan đến nước (Konig and Spefeld , 2006) và hơn một nữa dân số tại các nước đang phát triển phải thường xuyên đối mặt các vấn

đề về sức khỏe do thiếu nước sạch (UNESCO – WWAP, 2003) Vấn đề gia tăng áp lực đến nguồn tài nguyên nước và sự khan hiếm nước sạch vẫn luôn là mối đe doạ

lớn nhất đến sự sống của loài người hơn 100 năm qua (P.R.D, 2009)

Do nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng, các quốc gia trên thế giới đã bắt đầu có những nghiên cứu kỹ thuật khai thác và sử dụng nước mưa từ thế kỷ XX (Sivanappan, 2006) Những năm đầu 1970, các cơ quan bảo vệ môi trường của Mỹ

và Nhật Bản đã bắt đầu nhận thấy những sai lầm trong lĩnh vực quản lý nước mưa khi chỉ quan tâm đến việc thoát chúng đi thật nhanh và không xem chúng như là một nguồn tài nguyên Sai lầm này đã gây ra rất nhiều tổn hại cho môi trường cũng như làm gia tăng tình trạng ngập úng, xói mòn và ô nhiễm môi trường (Đoàn Cảnh, 2006)

Cũng từ đó, các cơ quan bảo vệ môi trường và Trung tâm bảo tồn tài nguyên quốc gia của nhiều nước khác trên thế giới tiếp tục nghiên cứu, xây dựng “chương trình quản lý nước mưa tối ưu”, trong đó không chỉ quan tâm đến số lượng nước mưa mà còn đặc biệt chú trọng đến chất lượng nước, lưu ý nhiều hơn đến các giải pháp tái sử dụng nước mưa, quy hoạch hợp lý mặt bằng nhằm góp phần giảm khan hiếm, úng ngập, mà còn hạn chế ô nhiễm, bổ sung cho nước ngầm, tạo cảnh quan và xanh hóa đô thị

Những năm đầu thập niên 80 của thế kỷ XX, hầu hết các thành phố ở Châu

Âu đã tiến hành xây dựng các hệ thống tiêu thoát nước mưa bền vững và đưa quản

lý nước mưa vào luật xây dựng (Đoàn Cảnh, 2006; Salas, 2006)

Đức là quốc gia dẫn đầu Châu Âu trong lãnh vực quản lý nước mưa, cả về tiêu chuẩn kỹ thuật và các chương trình đào tạo Năm 1980, Đức hợp pháp các công trình khác nước mưa, đến năm 1988, Hamburg là thành phố đầu tiên của Đức đưa ra các chính sách hỗ trợ cho các công trình thu gom nước mưa (TRC, 2009) Với số lượng nhà máy khai thác và sử dụng nước mưa lớn nhất Châu Âu (hơn 80.000 nhà máy), Đức đóng vai trò rất quan trọng trong việc định hướng nghiên cứu, phát triển

công nghệ và tiêu chuẩn nước mưa trong khu vực thông qua hệ thống các công ty, viện nghiên cứu của Đức khắp Châu Âu Đức cũng đã đăng cai tổ chức hội nghị nước mưa quốc tế năm 2001 tại Mannheim với hơn 400 thành viên từ 68 quốc gia, hội nghị này thảo luận về vai trò của nước mưa và phương pháp phát triển nước mưa phục vụ nhu cầu đô thị

Tại Bỉ, tất cả các công trình mới xây dựng tại quốc gia này buộc phải có hệ thống khác nước mưa Nước mưa thu gom được sử dụng để dội toilet và phục vụ các nhu cầu sinh hoạt khác (TRC, 2009)

Năm 2005, Pháp triển khai dự án TOITEAU nhằm nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ kim loại (Kẽm, cadimi, chì, v.v.) phát sinh trong quá trình xói mòn vật liệu mái đến chất lượng nước mưa Bằng cách ứng dụng kỹ thuật viễn thám, dự ánđã ước lượng dòng kim loại xói mòn từ các dạng mái chế tạo từ nhiều chất liệu khác nhau qua các năm Từ đó, chính quyền thành phố Paris có chương trình và kế hoạch khai thác và sử dụng nước mưa hợp lý và hiệu quả (Bris and Sainte, 2009)

So với các khu vực khác tại Châu Âu, các quốc gia khác tại khu vực Đông

Âu như Cộng hoà Czech, Slovakia, Phần Lan và Hungary có thu nhập bình quân thấp hơn và người dân lại không chịu nhiều sức ép về giá nước như các quốc gia khác Do vậy, việc quản lý nguồn tài nguyên nước mưa tại các quốc gia này còn tương đối chậm hơn so với các nước trong khu vực, và chỉ mới dừng lại ở việc nâng cao nhận thức về việc ứng dụng nước mưa (Konig and Spefeld, 2006)

Châu Mỹ cũng không thua kém các quốc gia Châu Âu trong việc triển khai các chương trình khai thác và sử dụng nước mưa Thị trường nước mưa tại khu vực này khá sôi động và đa dạng Vùng khô hạn ở phía Bắc và siêu đô thị Sao Paulo, Bazil nơi thường xuyên xuất hiện bão và mưa nhiều Tuy nhiên, do biến đổi khí hậu, lượng mưa bị suy giảm nên các hồ chứa nước tự nhiên gần như cạn kiệt nước Chính quyền thành phố quyết định xây dựng hồ chứa nước mưa dung tích 500m3 để góp phần làm giảm nguy cơ thiếu nước tại đây Dựa trên mô hình này, chương trình

“một triệu hồ chứa” được triển khai tại các tỉnh phía Bắc Nước từ những hồ này sẽ

là nguồn cung cấp nước sinh hoạt cho dân số trong vùng (Konig and Spefeld, 2006)

Tại nhiều quốc gia khu vực Caribbean như (Haiti, Bermuda, Antigua và Anguila) chỉ có một phần nhỏ dân số sử dụng nguồn nước máy, còn lại đa số người dân trong vùng sử dụng nước mưa làm nguồn nước sinh hoạt chính Nước mưa được thu gom từ mái của các công trình, nhà cửa Sau đó lưu chứa trong các hồ lớn, mỗi gia đình tự mua các can và lấy nước từ các hồ này Chính quyền thành phố các quốc gia này đã giảm thuế cho các công trình, doanh nghiệp khi các tổ chức này xây dựng các hồ chứa nước Còn tại Barbados, theo quy định, những toà nhà mới xây buộc phải xây dựng hệ thống thu gom và chứa nước mưa, các công trình này đều được giảm thuế (Konig and Spefeld, 2006)

Tại Mỹ, kỹ thuật khai thác và lưu trữ nước mưa đã được nghiên cứu áp dụng

từ thập niên 70 nhưng công nghệ tại quốc gia này không được phát triển và phổ biến tại các quốc gia khác trên thế giới bằng công nghệ của Châu Âu, đặc biệt là công nghệ của Đức, do sau quá trình thu gom, một số các thông số chất lượng nước mưa không đạt tiêu chuẩn nước uống nghiêm ngặt của

Cộng đồng Châu Âu Tuy nhiên, người dân Mỹ vẫn

rất được ưa chuộng công nghệ này Các khu vực

California, Oregon, Washington và Texas có hiệp hội

thu gom và khai thác nước mưa, sử dụng làm nước

uống Nước mưa đóng chai tại đây được xem là

“Fresh squeezed cloud juice”, tạm dịch là “Nước ép

mây nguyên chất” (Konig and Spefeld, 2006)

Hình 2.2: Nước ép mây nguyên chất

Châu Phi là khu vực được sự quan tâm của cộng đồng thế giới thông qua rất nhiều dự án, chương trình nhằm đảm bảo sự phát triển an toàn và bền vững của khu vực này (Salas, 2006) Ngày càng có nhiều quốc gia tại Châu Phi tham gia vào các

dự án khai thác nước mưa Tuy nhiên, đối với các quốc gia tại khu vực Đông Nam Châu Phi thì những chương trình này triển khai còn khá chậm Nguyên nhân là lượng mưa tại các quốc gia này không cao, điều kiện thời tiết không thuận lợi, số mái nhà không nhiều và chi phí để xây dựng các công trình thu gom nước mưa lại khá cao so với thu nhập của người dân trong khu vực Hiện nay, Châu Phi là một trong những châu lục triển khai rộng rãi các chương trình nước mưa nhất Như các

dự án tại Botswana, Ethiopia, Kenya, Malawi, Mozambique, Rwanda, Tanzania, Uganda, Zambia, Zimbabwe, Nam Phi, Seirra Leone, Togo, Mali, Nambia v.v Trong đó, Kenya là quốc gia dẫn đầu Từ cuối thập niên 70, nhiều dự án đã được triển khai tại nhiều khu vực tại quốc gia này, với những kỹ thuật thiết kế và chiến lược riêng Các dự án này đã phối hợp với các nhà đầu tư tại địa phương thiết kế những công trình phù hợp với từng điều kiện cụ thể tại địa phương, sau đó, họ tiếp tục xây dựng thêm hàng chục ngàn bể nước mưa trong cả nước (GDRC, 2001) Ngoài ra, còn có các dự án tại các khu vực khác như: Zero – M của EU tại Ai Cập, Tunisia và Morocco năm 2005 (Konig and Spefeld, 2006); Chương trình ứng dụng GIS xác định tiềm năng của hệ thống thu nước mưa ở 10 thành phố ở Châu Phi v.v

Từ các chương trình này, chính quyền các quốc gia tại Châu Phi đã xây dựng được nền tảng, cơ sở dữ liệu cũng như giải pháp áp dụng phù hợp cho từng quốc gia (Bancy, 2005)

Các quốc gia trong khu vực Châu Á – Đại dương có truyền thống khai thác,

sử dụng nước mưa từ 2000 năm trước công nguyên Tuy nhiên, để có những nghiên cứu chuyên về ứng dụng nước mưa vào hoạt động đô thị thì chỉ vài thập niên trở lại đây (Sivanappan, 2006; GDRC, 2001) Đặc biệt, khi mà sự gia tăng dân số, mức sống và mức ô nhiễm môi trường gia tăng, ảnh hưởng ngày càng nghiêm trọng đến nguồn tài nguyên nước sạch thì hoạt động khai thác nước mưa lại càng phát triển Gần 85% các quốc gia tại Châu Á đã có các nghiên cứu và ứng dụng nước mưa (Charles, 2007)

Vùng phía Nam Ấn Độ từng là một trong những cái nôi của thế giới trong việc khai thác và sử dụng nước mưa (Balasubramanya, 2006) Hiện nay, do sự gia

tăng dân số và khan hiếm nước nghiêm trọng, Ấn Độ lại trở thành quốc gia có nhiều

dự án và chương trình khai thác, sử dụng nước mưa nhiều nhất tại Châu Á, với hơn

70% lượng nước mưa được thu hồi và sử dụng hợp lý tại hơn 80% tỉnh, thành phố như Chennai, Dhulia, Delhi v.v (Coelho and Reddy, 2005)

Các quốc gia khác như Nhật Bản, Hàn Quốc, Úc, Đài Loan thì đều đã xây dựng chương trình nước sạch quốc gia, trong đó vấn đề khai thác và sử dụng hợp lý nước mưa được đặt lên hàng đầu Ngoài những chính sách trợ cấp thuế, phí thì các quốc gia này còn đưa ra nhiều chương trình khuyến khích việc sử dụng nước mưa vào trường học Bên cạnh đó, việc xây dựng các công trình thu gom nước mưa cho từng toà nhà, công trình lớn đều được các quốc gia này đưa thành quy định bắt buộc, được quy định vào luật

Nam Úc là khu vực có tỷ lệ hộ gia đình sử dụng nước mưa nhiều nhất (51%), trong đó, 36% lượng nước thu gom được sử dụng làm nước uống (TRC, 2009) Hãng hàng không Australian Airlines Quantas sử dụng nước mưa đóng chai để phục

vụ trên các chuyến bay của hãng này (Konig and Spefeld, 2006)

Từ những năm 1980, chính quyền Trung Quốc cũng đã bắt đầu có những nghiên cứu, dự án quy mô quốc gia về khai thác và sử dụng nước mưa Tính đến năm 2000, 17 tỉnh, thành phố thuộc Trung Quốc đã tham gia và triển khai các dự án

về thu gom và sử dụng nước mưa, đã góp phần giải quyết nước uống cho 15 triệu người tại quốc gia này (GDRC, 2001)

Tại khu vực Đông Nam Á, thì từ cuối thế kỷ XX, các quốc gia như Malaysia, Singapore, Thái Lan đã tiến hành xây dựng hệ thống tiêu thoát (tiêu thụ và thoát) nước mưa bền vững cũng như đưa quản lý nước mưa vào chương trình giảng dạy ở đại học và vào luật xây dựng (Sehgal, 2008)

Hơn 50% diện tích lãnh thổ Singapore đã lắp đặt các hệ thống thu gom nước mưa Người ta tận thu nguồn nước mưa theo quy trình 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 Hiện nay, 80% lượng nước sinh hoạt của sân bay quốc tế Changi, Singapore có nguồn gốc từ nước

mưa Đây là một nguồn nước chính, rẻ hơn rất nhiều nhưng lại có công suất lớn nhất (200 triệu lít/ngày) so với 3 nguồn truyền thống còn lại (Tận dụng nguồn nước tại chỗ từ các suối nhỏ, nhập khẩu nước từ Malaysia, lọc nước biển), đồng thời nước mưa còn góp phần giải quyết triệt để nạn ngập nước vào mùa mưa, thường xuyên xảy ra hàng năm ở đảo quốc này 20 năm trước (Sehgal, 2008)

Chính quyền Malaysia đã nghiên cứu chính sách khai thác sử dụng nước mưa từ năm 1999 Đến năm 2006 thì chính sách này đã hoàn chỉnh và được chính thức ban hành áp dụng trong cả nước, trong đó, quy định bắt buộc các tòa nhà lớn (nhà máy, trường học, biệt thự v.v.) phải lắp đặt hệ thống khai thác và sử dụng nước mưa Thêm vào đó, trong năm 2009, chính phủ Malaysia đã triển khai dự án xây dựng hệ thống ống ngầm trong cả nước để bắt đầu khai thác, sử dụng nước mưa

trong phạm vi cả nước (Shahwadid et al., 2007)

Từ năm 2003, với sự giúp đỡ của Cộng đồng Châu Âu, hai quốc gia láng giềng, Lào và Campuchia cũng đã bắt đầu nghiên cứu và tiếp cận với kỹ thuật sinh thái để xây dựng hệ thống tiêu thoát nước bền vững qua chương trình CITYBLUES (Đoàn Cảnh, 2006)

Mặc dù nhiều quốc gia trên thế giới đã có ít nhiều các nghiên cứu và ứng dụng của nước mưa vào hoạt động đô thị, nhưng Việt Nam gần như lại dậm chân tại chổ Việt Nam nói chung và đô thị Việt Nam nói riêng vẫn chưa có dự án khai thác nước mưa nào Việc khai thác nước mưa hợp lý chưa được đề cập trong quy hoạch tổng thể của các đô thị hoặc trong chiến lược bảo vệ môi trường hay kế hoạch phát triển cấp nước trong tương lai của thành phố (Quyết định 752/QĐ – TTg của Thủ tướng Chính phủ) Hiện nay, nước mưa được xem là một trong những nguyên nhân gây ngập úng đô thị Chính quyền các tỉnh, thành phố tìm mọi cách thoát nước mưa càng nhanh càng tốt (Đoàn Cảnh, 2006) Cụ thể, TP.HCM đã có những dự án cấp

và thoát nước với suất đầu tư hàng trăm triệu đô la Mỹ, nhất là trong lĩnh vực thoát

và xử lý nước thải, cải tạo các hệ thống kênh rạch và chống ngập Công ty thoát nước đô thị tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu đã đoạt giải thưởng Sáng tạo Khoa học Công nghệ Việt Nam năm 2006 khi thiết kế thành công hệ thống thu gom nước mưa một

cách nhanh chóng và đảm bảo mỹ quan, sau đó được thoát vào hệ thống thoát nước chung của tỉnh (Linh An, 2005)

Nhận thức của người dân về việc khai thác và sử dụng nước mưa cũng không cao Kết quả cuộc khảo sát tại huyện Hóc Môn, Bình Tân và Tân Bình cho thấy đa

số người dân cho rằng nước là nguồn tài nguyên vô tận và không có ý nghĩ thu gom nước mưa để sử dụng, nguồn nước chính của họ hiện nay là nước máy và nước sông (Khổng Thị Huỳnh Son, 2009; Nguyễn Thị Minh Tâm, 2009)

Các nghiên cứu về khai thác và sử dụng hợp lý nước mưa cho nhu cầu đô thị hiện nay chỉ dừng lại ở mức độ nghiên cứu khắc phục tình trạng ngập úng, khan hiếm nước, thu gom nước mưa tại các vùng ven của các bài báo, luận văn tốt nghiệp, báo cáo hoặc các giải thưởng cấp trường Thêm vào đó, các nghiên cứu này mới chỉ dừng lại ở mức độ đề xuất, giới thiệu giải pháp mà chưa tính toán tính khả thi các khía cạnh kỹ thuật, kinh tế, môi trường và xã hội một cách đầy đủ

Hình 2.3: Người dân Nhà Bè tự hứng nước mưa từ mái tôn (Bee, 2009)

Tại TP.HCM cũng có những ứng dụng từ nước mưa nhưng chỉ có một số ít

hộ dân tại các vùng ven, khu vực phải gánh chịu sự khan hiếm nước, thì mới có những “công trình” nhỏ lẻ, tự chế để thu gom nước mưa sử dụng cho cuộc sống

hàng ngày tuy nhiên chưa có một sự đánh giá nghiêm chỉnh nào về chất lượng nào (N Phú, 2010) Do vậy có thể thấy, tại Việt Nam nói chung và TP.HCM nói riêng vấn đề này chưa nhận được quan tâm đúng mức về việc quản lý và khai thác hợp lý nước mưa

Có thể kể ra một số các nghiên cứu, công trình có liên quan như sau:

- Đề tài “Nghiên cứu mô hình khái niệm ứng dụng kỹ thuật sinh thái trong việc xây dựng hệ thống tiêu thóat nước đô thị bền vững (SUDS) phòng chống ngập úng, lún sụt và ô nhiễm ở TP.HCM” do Viện Sinh học Nhiệt đới thực hiện Đề tài này là bước khởi đầu trong việc tạo nền tảng mở rộng hướng nghiên cứu xây dựng chiến lược quản lý nước mưa và ứng dụng kỹ thuật sinh thái góp phần giải quyết những vấn đề môi trường tại TP.HCM (Đoàn Cảnh, 2006)

- “Nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước TP.HCM” Trong

đó, tác giả có đề cập đến tác động của biến đổi khí hậu thông qua phân tích sự thay đổi về lượng mưa và chế độ dòng chảy của Sông Sài Gòn (Nguyễn Thị Mai, 2009)

- “Khảo sát và đánh giá nhận thức của cộng đồng về tài nguyên nước Giải pháp sử dụng tiết kiệm và bảo vệ tài nguyên nước - Nghiên cứu điển hình tại phường 6 và phường 10 quận Tân Bình” Tác giả có thực hiện điều tra khảo sát quan niệm của cộng đồng về khai thác và sử dụng hợp lý nước mưa tại khu vực nghiên cứu (Khổng Thị Huỳnh Son, 2009)

- “Khảo sát – đánh giá hiện trạng thu gom nước mưa Đề xuất các giải pháp khuyến khích sử dụng nước mưa tại TP.HCM” Đề tài thực hiện nghiên cứu tại phường Bình Hưng Hòa quận Bình Tân và huyện Hóc Môn (Nguyễn Thị Minh Tâm, 2009)

- “Thiết kế hệ thống thu gom nước mưa quy mô hộ gia đình khu vực huyện Cần Giờ, TP.HCM” (Nguyễn Dương Nhật Quang, 2009)

- Nghiên cứu chế tạo thành công hệ thống lọc nước mưa tự động bằng bộ cảm ứng sinh học góp phần khắc phục tình trạng thiếu nước vào mùa khô và ngập úng vào mùa mưa tại các vùng động bằng ven sông và khu đô thị lớn của nhóm học sinh trường THPT chuyên Lương Thế Vinh, Biên Hoà, Đồng Nai (CNMT, 2009)

CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC MƯA VÀ HOẠT ĐỘNG QUẢN LÝ

NƯỚC MƯA ĐÔ THỊ VIỆT NAM

3.1 Tổng quan về nước mưa

3.1.1 Giới thiệu chung về nước mưa

Nước mưa được xem là một trong những nguồn nước tinh khiết nhất (Patil, 2006), có thể sử dụng cho nhiều mục đích mà chỉ cần xử lý ít hoặc gần như không

xử lý (GDRC, 2001) Nước mưa có tác dụng rửa trôi các chất ô nhiễm trong môi trường bề mặt Nhờ sự có mặt của nước mưa mà sự cân bằng nước được duy trì vì nước mưa là một thành phần trong vòng tuần hoàn nước trên địa cầu Nước mưa cũng chính là nguồn tái tạo định kỳ nguồn nước ngọt và là nguồn bổ sung và khôi phục các tầng ngầm (Barron et al., 2009; Đoàn Cảnh, 2006)

Hơi nước từ mặt biển, sông, hồ v.v bốc lên hòa vào các tầng khí quyển, gặp lạnh ngưng tụ lại và rơi thành mưa Thành phần nước mưa chứa nhiều thành phần hóa học và vi sinh vật Trong suốt quá trình duy chuyển trong khí quyển, nước mưa

sẽ tiếp xúc và hòa tan với các thành phần trong không khí Vì vậy trong nước mưa

có thể có bụi, vi khuẩn, các thành phần hóa học vô cơ và hữu cơ Lượng vi khuẩn và các tạp chất hóa học nhiều hay ít tùy thuộc vào mùa và từng vùng, từng khu vực v.v (TCEQ, 2007)

3.1.2 Vòng tuần hoàn nước và sự tạo thành mưa

Tổng số nước trong sinh quyển vào khoảng 1.4 tỷ km3, trong đó có khoảng 97% ở đại dương Nước bốc hơi từ đại dương và lục địa trở thành một bộ phận của khí quyển Hơi nước được vận chuyển vào bầu không khí, bốc lên cao cho đến khi chúng ngưng kết và rơi trở lại mặt đất hoặc biển Lượng nước rơi xuống mặt đất, một phần bị cây cối giữ lại, chảy tràn trên mặt đất thành dòng chảy sát mặt đất và chảy vào các con sông thành dòng chảy mặt Phần lớn lượng nước bị giữ lại bởi thảm thực vật, dòng chảy mặt sẽ quay trở lại bầu khí quyển qua con đường bốc và thoát hơi Một phần lượng mưa rơi trên mặt đất và thấm vào trong đất trở thành

nước ngầm Phần nước chảy sát mặt sẽ lộ ra rất nhanh khi chảy vào trong lòng sông, nhưng do trọng lực, một phần lượng nước tiếp tục thấm sâu vào trong đất Lượng nước ngấm trong đất có thể thấm sâu hơn xuống những lớp đất bên dưới để cấp nước cho các tầng nước ngầm và sau đó thành các dòng suối hoặc chảy dần vào sông ngòi thành dòng chảy mặt và cuối cùng đổ ra biển hoặc bốc hơi vào khí quyển (Hoàng Ngọc Oanh, 1998; Nguyễn Thị Ngọc Ẩn, 2003)

Hình 3.1: Vòng tuần hoàn nước và sự tạo thành mưa (HowStuffWork, 2009)

Trên đại dương, tương ứng với 385 đơn vị mưa xuống đại dương có 424 đơn

vị bốc hơi từ đại dương và tương ứng với 100 đơn vị mưa trên lục địa có 38 đơn vị dòng chảy mặt ra biển, 1 đơn vị chảy ngầm ra biển, 61 đơn vị bốc hơi từ lục địa (Hà Văn Khối, 2005)

Sự hình thành mưa là do hơi nước trong không khí do quá trình bốc hơi tạo nên Những phân tử nước kết hợp với những phân tử nhỏ bé của bụi, khói trong khí quyển để hình thành nên các hạt nhân mây (giọt mây nhỏ, đám mây nhỏ), các hạt mây này từ từ tăng khối lượng và phát triển thành những đám mây (Nguyễn Thanh

Sơn, 2005) Hơi nước trong không khí trong quá trình chuyển động đi lên hoặc chuyển động trên mặt khối không khí có nhiệt độ thấp hơn, đó là điều kiện thuận lợi cho hơi nước trong không khí liên kết lại với nhau Quá trình liên kết này còn phụ thuộc vào áp suất hơi nước thực tế và áp suất hơi nước bão hoà ở nhiệt độ nhất định Khi áp suất hơi nước thực tế lớn hơn áp suất hơi nước bão hoà, hơi nước trong không khí liên kết lại với nhau, nhiệt càng giảm thì hạt nước liên kết càng to ra và đến một lúc nào đó trọng lượng của nó lớn hơn cả lực giữ do chuyển động rối của không khí gây nên, lúc này hạt nước sẽ rơi xuống tạo thành mưa (Hoàng Ngọc Anh, 1998)

3.1.3 Tính chất và thành phần nước mưa từ mái

Nước mưa được xem là một trong những nguồn nước sạch nhất trong tự nhiên, mang một số thành phần gồm cấu tử chính là muối clorua (Cl-), sulfate (SO42) của các kim loại Natri (Na+), Kali (K+) và Magie (Mg2+) (Patil, 2006) Tuy nhiên, nước mưa cũng có thể bị ô nhiễm bởi khí (CO2, O2, NO2 và SO2), bụi và thậm chí cả vi khuẩn trong không khí Bên cạnh đó, khi rơi xuống, nước mưa còn

có thể tiếp tục bị nhiễm bẩn do tiếp xúc với các vật hứng và các bề mặt vật lý như nhà cửa, nền đất, vỉa hè, bãi đỗ xe và mái che Khi chảy qua các bề mặt này, sẽ góp phần tăng nồng độ các chất ô nhiễm trong nước mưa Dưới đây là những thành phần thường có trong nước mưa (TCEQ, 2007):

• Mảnh vụn: Mảnh vụn bao gồm tất cả những chất ô nhiễm có thể nhìn thấy Những mảnh vụn này bao gồm: lá, cành cây, bụi và chất bẩn, phân chim và động vật, côn trùng, v.v Ngoài việc làm giảm mỹ quan của nước mưa, các mảnh vụn còn có thể gây ra những nguy cơ tiềm ẩn liên quan đến hóa chất, sinh học hay an toàn sức khỏe Ví dụ, lá cây có thể chứa thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật; phân chim và động vật có thể chứa các ký sinh trùng, vi khuẩn, vi rút v.v

• Hóa chất gây ô nhiễm: Mặc dù nước mưa cũng có thể bị nhiễm bẩn thông qua quá trình hấp thụ các chất ô nhiễm trong không khí, nhưng hầu hết các chất ô nhiễm hiện diện trong nước mưa đều phát sinh trong quá trình thu

gom, lưu trữ và phân phối Nếu như hệ thống thu gom, lưu trữ và phân phối nước mưa được thiết kế và hoạt động hiệu quả thì số lượng và hàm lượng các hóa chất gây ô nhiễm trong nước mưa sẽ giảm Các chất ô nhiễm thường gặp là:

• Chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC): Khi nước mưa tiếp xúc với bề mặt vật liệu

có chứa những sản phẩm hữu cơ tinh chế như: nhựa, keo, dung môi, xăng dầu, mỡ bôi trơn và các loại dầu Có hai con đường mà VOC có thể xâm nhập vào nước mưa Thứ nhất, các vật liệu dùng khi xây dựng hệ thống thu gom, lưu trữ và phân phối nước mưa không đảm bảo tiêu chuẩn Thứ hai, khi các hạt mưa rơi qua vùng không khí có xăng dầu hoặc hơi dung môi

• Chất hữu cơ tổng hợp (SOCs): SOCs thường được tìm thấy trong thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật và các sản phẩm tương tự SOCs xâm nhập vào nước mưa chủ yếu khi nước mưa đi qua môi trường có thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật, v.v Ngoài ra, SOCs còn đi vào nước mưa từ lá cây hay bụi

có chứa thành phần này

• Khoáng chất: Khoáng chất tự nhiên có trong nước mưa chủ yếu là các muối

vô cơ (calcium carbonate, natri bicarbonate, magnesium sulfate và natri clorua) Các khoáng chất này tuy có ảnh hưởng đến mùi vị của nước nhưng không ảnh hưởng đến sức khỏe con người, ngoại trừ amiăng Các khoáng chất này, đặc biệt là muối calcium và magnesium tạo độ cứng cho nước Nước mưa tự nhiên gần như không có các khoáng chất và là nước mềm Nước mưa có tính axít nhẹ do hấp thu lượng C, N và SO2 có trong không khí, với pH vào khoảng 5,6 Hầu hết các khoáng chất có trong nước mưa phát sinh từ các vật liệu chứa trong quá trình thu gom, lưu trữ và phân phối nước mưa

• Kim loại: Một số kim loại thường xuất hiện trong thành phần nước mưa là asen, chì, sắt và mangan Trong đó, asen và chì là có nguy cơ ảnh hưởng lâu dài đến sức khỏe (ở nồng độ cao) Những kim loại khác như sắt và mangan chủ yếu chỉ ảnh hưởng đến mùi vị của nước mưa Thông thường khi nước

mưa tiếp xúc với bề mặt kim loại (ống sắt, đồng, …) từ vài giờ trở lên thì một phần kim loại từ các vật liệu này sẽ hòa tan vào nước mưa

• Các chất ô nhiễm vi sinh: Nước mưa tự nhiên rất sạch, thường nó chỉ bị nhiễm vi sinh trong quá trình thu gom, lưu trữ và phân phối nước mưa Có 02 loại tác nhân vi sinh ảnh hưởng đến nước mưa Đó là tác nhân gây bệnh và không gây bệnh

- Tác nhân không gây bệnh thường tồn tại dưới rất nhiều dạng với số lượng nhiều, như sinh vật đơn bào, tảo, vi khuẩn, virút Mặc dù những tác nhân này không gây bệnh nhưng ảnh hưởng đến cảm quan của nước cũng như ảnh hưởng đến trang thiết bị thu gom và xử lý nước mưa Ví dụ tảo nhiều sẽ ảnh hưởng đến hệ thống lọc và độ trong của nước

- Tác nhân gây bệnh thường không hiện diện trong nước mưa tự nhiên, nó chỉ

có trong thành phần nước mưa khi nước mưa đi qua khu vực có phân chim

và động vật Các chất ô nhiễm vi sinh thường gây nguy hiểm đến sức khỏe của con người nhiều hơn các chất ô nhiễm hóa học vì:

+ Chất ô nhiễm vi sinh có thể gây bệnh sau một lần tiếp xúc, còn chất ô nhiễm hóa học có thể gây bệnh sau một khoảng thời gian phơi nhiễm (vài tháng hoặc vài năm)

+ Chất ô nhiễm vi sinh không gây ảnh hưởng đến mùi, vị và thông số cảm quan của nước mưa Ngược lại, các chất ô nhiễm hóa học thường gây ra các thay đổi về màu sắc, mùi, vị

+ Chất ô nhiễm vi sinh phát triển với tốc độ rất nhanh, trong khi các chất

ô nhiễm hóa học thường thay đổi từ từ Do đó, thuận tiện và dễ dàng hơn khi tiến hành định kỳ các chất ô nhiễm hóa học (mặc dù cũng có tốn chi phí) Còn đối với việc kiểm tra các chất ô nhiễm vi sinh thì vừa tốn kém vừa bất tiện, vừa khó khăn

+ Chất ô nhiễm vi sinh có thể lây lan từ người này qua người khác, trong khi chất ô nhiễm hóa học chỉ có thể tiếp tục gây bệnh cho những người còn sử dụng nguồn nước bị ô nhiễm

+ Chất ô nhiễm vi sinh có thể trở thành mối nguy hại nghiêm trọng đến sức khỏe đối với trẻ em, người già, những bệnh nhân hóa trị và những người có hệ miễn dịch yếu

Bảng 3.1: Loại và nguồn ô nhiễm vi sinh có trong nước mưa từ mái

(TCEQ, 2007)

Nước mưa được đánh giá là một trong những nguồn ô nhiễm không xác định Các chất rắn lơ lửng, kim loại nặng, dầu mỡ, các chất vô cơ, hữu cơ và vi khuẩn thường có hàm lượng cao trong nước mưa Các chất này đóng góp vào sự gia tăng nồng độ và thành phần các chất ô nhiễm trong nước mưa, làm suy yếu hệ sinh thái nguồn tiếp nhận

3.2 Lợi ích, cơ hội và thách thức của hoạt động khai thác nước mưa

Hoạt động khai thác nước mưa bao gồm tất cả kỹ thuật có liên quan đến thu gom, sử dụng, lưu trữ và phân phối nước mưa nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu dùng nước của con người (Barron et al., 2009)

3.2.1 Lợi ích

Như đã đề cập ở phần trên, nước mưa mang lại rất nhiều lợi ích cho con người và môi trường sống Nếu như được thu gom và sử dụng hợp lý, nước mưa có

Giardia lamblia Mèo và động vật hoang Cryptosporidium parvum Mèo, chim, gặm nhấm và

giáp sát Sinh vật ký sinh

Toxoplasma gondii Mèo, chim, gặm nhấm Campylobacter spp Chim, chuột Salmonella spp Mèo, chim, gặm nhấm và

giáp sát Leptospira spp Động vật có vú

Vi khuẩn

Escherichia coli Chim và giáp sát

thể trở thành nguồn cung cấp nước trực tiếp cho con người thay vì phải khai thác nguồn nước mặt và nước ngầm

Như vậy, nước mưa là nguồn tài nguyên quan trọng, sử dụng nước mưa là trách nhiệm gắn liền với phát triển đô thị bền vững (Barron et al., 2009; Đoàn Cảnh, 2006) Bảng 3.2 dưới đây cho thấy sự liên quan giữa mục tiêu thiên niên kỷ và vai trò của hoạt động khai thác nước mưa

Mục tiêu thiên niên kỷ Vai trò của khai thác nước mưa Mức độ

liên quan

Xóa đói giảm nghèo Khai thác nước mưa là điểm khởi

đầu trong việc cải thiện tình hình sản xuất nông nghiệp, tái tạo cảnh quan bị suy thoái, là nguồn cung cấp nước bổ sung cho trồng trọt và chăn nuôi Từ đó, có thể cải thiện thu nhập và an ninh lương thực

Trực tiếp

Phổ cập giáo dục Giảm thời gian dành cho hoạt động

lấy nước, qua đó trẻ em có thể dành nhiều thời gian hơn cho việc học

Gián tiếp

Bình đẳng giới Cải thiện bình đẳng giới thông qua

việc giảm thời gian dành cho hoạt động lấy nước, giảm thời gian làm việc nội trợ cho phụ nữ, còn các em gái thì có thời gian hơn dành cho việc học tập và thư giãn

Trực tiếp

Như vậy, hoạt động khai thác nước mưa đem lại rất nhiều lợi ích đối với môi trường và nền kinh tế - xã hội Cụ thể:

• Đối với môi trường:

- Góp phần giải quyết tình trạng ngập lụt tại đô thị, giảm lưu lượng đỉnh dòng chảy (đặc biệt vào những ngày triều cường), kiểm soát dòng chảy tràn đô thị (ngăn giữ nước mái nhà, các tường ngăn tạm thời, các ao chứa) và định hướng quản lý lâu dài cho phát triển bền vững đô thị

- Việc khai thác và sử dụng nguồn nước mưa tại chỗ sẽ giảm tiêu thụ năng lượng cho việc bơm và vận chuyển nước từ hệ thống phân phối nước đến nơi tiêu thụ

nguyên nhân gây chết trẻ em dưới 5 tuổi

Cải thiện sức khỏe sinh

sản

Giảm thời gian dành cho hoạt động lấy nước, dành nhiều thời gian hơn chăm sóc sức khỏe của người mẹ

và thai nhi; Giảm rủi ro sảy thai do làm việc nặng nhọc

- Giảm dòng chảy xói mòn

- Tái tạo nguồn nước ngầm

- Cung cấp nguồn nước sạch cho con người và sinh vật

- Giảm rủi ro xói mòn và lũ lụt

Gián tiếp

Bảng 3.2: Mối liên quan giữa mục tiêu thiên niên kỹ và vai trò của hoạt

động khai thác nước mưa

Qua đó, góp phần làm giảm tiêu thụ nhiên liệu, phát thải carbon và nóng lên toàn cầu

- Khai thác nguồn nước mưa trực tiếp từ mái làm giảm đáng kể sự phụ thuộc vào nguồn cung cấp nước từ các hồ chứa và mạng nước máy của thành phố

- Bổ sung cho nguồn nước ngầm: làm gia tăng mực nước ngầm, giảm khả năng xâm nhập mặn cũng như nhiễm phèn cho mạch nước ngầm

- Giảm sự lệ thuộc vào các khu vực chứa nước, các công trình chứa nước và nhu cầu mở rộng hoặc xây mới các công trình này nhằm thỏa mãn nhu cầu nước tương lai

• Đối với người tiêu thụ nước

- Nước mưa lưu trữ có thể được dùng trong các trường hợp khẩn cấp, đồng thời cho phép chúng ta chủ động nguồn nước sinh hoạt ở một mức độ nào đó Bên cạnh đó, còn giúp giảm chi phí cho việc tiêu thụ nước từ việc mua nước từ các

cơ sở cấp nước

• Đối với các cơ sở cấp nước

- Giảm chi phí đầu tư cho việc xây dựng, vận hành và bảo trì hệ thống cấp nước

bổ sung như: hồ chứa, nhà máy xử lý nước, hệ thống phân phối nước để đáp ứng nhu cầu dùng nước ngày càng tăng

- Giảm tiêu thụ nước đã qua xử lý, dẫn đến giảm chi phí xử lý và phân phối, giảm chi phí vận hành

- Giảm tải lượng cho hệ thống thoát nước của thành phố

3.2.2 Cơ hội

- Bất cứ khu vực nào có mưa đều có thể khai thác nước mưa được Việc khai thác nước mưa sẽ giúp người tiêu thụ có thể chủ động trong việc quản lý và điều hành quá trình khai thác nguồn nước này

- Khi xây dựng nhà, người ta có thể xây dựng bể chứa nước mưa bằng bê tông được gia cố đặt ngầm dưới đất Bể này đóng vai trò như móng của ngôi nhà mà không cần phải thêm khoảng không hoặc chi phí Bể này có thể chứa được nhiều nước dùng vào việc tưới cây, vệ sinh, rửa xe, dự phòng trong các trường hợp khẩn cấp

- Nước mưa có thể là nguồn nước dự trữ tốt và dễ dàng nhất khi hệ thống cấp nước công cộng gặp sự cố

- Kỹ thuật thu gom nước mưa từ mái khá đơn giản trong thiết kế và vận hành, do vậy rất dễ dàng cho việc đào tạo và hướng dẫn cho các hộ dân sử dụng, với chi phí thấp

- Kỹ thuật xây dựng và vận hành hệ thống khai thác nước mưa khá linh hoạt Hệ thống này có thể thay đổi phù hợp với hầu hết các yêu cầu Với những hộ dân không có điều kiện kinh tế, có thể xây dựng một bể hay hồ chứa nhỏ, nếu sau này

có điều kiện, họ hoàn toàn có thể xây dựng thêm Đặc biệt, kỹ thuật thu gom nước mưa từ mái sẽ đơn giản và ít tốn kém hơn nhiều so với thu gom nước mưa chảy tràn

- Đặc điểm và tính chất vật lý và hóa học của nước mưa tốt hơn so với nước ngầm

và nước mặt Ít bị ô nhiễm hay nhiễm bẩn từ những nguồn không xác định

- Chi phí vận hành hệ thống khai thác nước mưa không cao

- Không cần quá nhiều nhân công trong quá trình xây dựng, vận hành và bảo trì hệ thống thu gom, khai thác và phân phối nước mưa

3.2.3 Thách thức

- Vấn đề khó khăn nhất để có thể sử dụng nước mưa ở quy mô các hộ gia đình là việc không bố trí được không gian cho các bể chứa nước mưa, đặc biệt là với các nhà, công trình đã hiện hữu Có thể xây dựng bể chứa hoặc trang bị bể chứa làm sẵn đặt trong vườn hay cạnh lối ra vào ngôi nhà Tuy nhiên, việc sử dụng sẽ bị giới hạn

do hạn chế về dung tích chứa

- Việc khai thác nước mưa phụ thuộc vào tần suất và lưu lượng mưa Do vậy, đây chưa phải là nguồn nước ổn định và độc lập tại các khu vực sử dụng vào mùa khô hoặc hạn hán kéo dài

- Nếu hệ thống trang thiết bị lưu trữ không đủ lớn sẽ hạn chế việc khai thác nước mưa, lúc đó hệ thống sẽ không hoạt động hiệu quả, đặc biệt vào thời gian hạn hán kéo dài Nếu tăng khả năng lưu trữ sẽ làm tăng phí xây dựng và vận hành, không có tính khả thi kinh tế cho người sử dụng Do vậy, các dự án khai thác nước mưa muốn

thành công thường cần có sự hỗ trợ của chính phủ hoặc các chương trình, dự án tài trợ

- Các thùng và bể chứa nước nếu không được thiết kế, bảo vệ phù hợp có thể sẽ gây

ra các rủi ro rất lớn về an toàn, dễ bị té, ngã vào bồn chứa nước, đặc biệt đối với trẻ

em và người già

- Có thể bị nhiễm bẩn từ chất thải của động vật và các yếu tố thực vật ô nhiễm

- Hệ thu gom, sử dụng, lưu trữ và phân phối nước mưa có thể làm giảm thu nhập cho các tổ chức công cộng

- Các công trình thu gom, sử dụng, lưu trữ và phân phối nước mưa sẽ tốn nhiều diện tích

- Tăng chi phí xây dựng, có thể làm ảnh hưởng bất lợi đến người tiêu thụ Hệ thống này có thể làm tăng chi phí xây dựng từ 30 – 40% so với chi phí xây dựng bình thường (CEHI, 2006)

- Nước mưa gần như không có khoáng chất do vậy nước mưa sẽ không có vị, có thể gây thiếu hụt dinh dưỡng cho những người thiếu chất khoáng

- Nếu việc lưu trữ và phân phối nước mưa không đảm bảo thì đây có thể là môi trường phát sinh muỗi và các côn trùng khác Từ đó, có thể gây ra các dịch bệnh như sốt suất huyết

- Phải bảo trì, bảo dưỡng hệ thống thường xuyên

- Lượng nước mưa có thể không đáp ứng đủ đủ cho mọi sinh hoạt

3.3 Đô thị Việt Nam và tình hình cấp và thoát nước đô thị

3.3.1 Tổng quan về đô thị Việt Nam

Sau hơn 10 năm thực hiện Quyết định số 10/1998/TTg phê duyệt “Định hướng quy hoạch tổng thể phát triển hệ thống đô thị Việt Nam đến năm 2020” của Thủ tướng Chính phủ, hệ thống đô thị Việt Nam đã có sự phát triển mạnh mẽ Mạng lưới đô thị quốc gia đã được mở rộng và phát triển khá đồng đều tại các vùng, dọc theo các trục hành lang kinh tế Hiện cả nước đã có 747 đô thị, trong đó có 02 đô thị đặc biệt là TP.HCM và Hà Nội, 07 đô thị loại I (Đà Nẵng, Cần Thơ, Hải Phòng, v.v.), 13 đô thị loại II, 44 đô thị lọai III, 44 đô thị loại IV và 637 đô thị loại V Dự