Nghiên cứu, đề xuất giải pháp quản lý, thu gom và tận dụng nước mưa chảy tràn đô thị trường hợp điển hình tại tp hồ chí minh

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Đánh giá lượng nước mưa chảy tràn, chất lượng và các tác hại của nước mưa chảy tràn trên bề mặt đô thị, điển hình tại TP HCM.. Đề tài đã tiến hành thực hiện các

NGUYỄN THỊ THUỲ ANH

NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ, THU GOM VÀ TẬN DỤNG NƯỚC MƯA CHẢY TRÀN

ĐÔ THỊ TRƯỜNG HỢP ĐIỂN HÌNH TẠI

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Chuyên ngành: Quản lý Môi trường

KHÓA LUẬN THẠC SĨ

TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2011

NHIỆM VỤ KHOÁ LUẬN THẠC SĨ

Họ tên học viên: .NGUYỄN THỊ THUỲ ANH Phái: Nữ

Ngày tháng năm sinh: 15/12/1984 Nơi sinh: Đà Nẵng

Chuyên ngành: Quản lý môi trường MSHV: 09260521

I. TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu, đề xuất giải pháp quản lý, thu gom và tận dụng

nước mưa chảy tràn đô thị Trường hợp điển hình tại thành phố Hồ Chí Minh

II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Đánh giá lượng nước mưa chảy tràn, chất lượng và các tác hại của nước mưa chảy tràn trên bề mặt đô thị, điển hình tại TP HCM

- Nghiên cứu các hình thức quản lý và kiểm soát nước mưa chảy tràn có hiệu quả trên thế giới

- Đánh giá khả năng quản lý và kiểm soát nước mưa chảy tràn tại TP HCM

- Đề xuất các giải pháp quản lý, thu gom và tận dụng nước mưa chảy tràn trong khu vực đô thị, trường hợp cụ thể là TP HCM

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 22/07/2010

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

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin gởi lời cảm ơn chân thành đến TS Võ Lê Phú đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tác giả về mặt chuyên môn, hỗ trợ tại liệu, 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 Thuỳ Anh

Thuật ngữ “phát triển bền vững” tức là phát triển về mọi mặt ở thời điểm hiện tại, nhưng vẫn đảm bảo cho sự phát triển tiếp tục trong tương lai Hiện nay, thuật ngữ này được xem là xu hướng cần hướng đến của các quốc gia trong chiến lược phát triển của mình Việc sử dụng hiệu quả, hợp lý nguồn tài nguyên nói chung, tài nguyên nước nói riêng có thể được xem như một trong các nhiệm vụ cơ bản của tiến trình này Từ hiện trạng quá tải của hệ thống thoát nước và sự thiếu hụt, không đáp ứng được nhu cầu cấp nước của thành phố, có thể thấy vấn đề tận dụng, tái sử dụng nguồn nước cũng như tìm nguồn nước bổ sung, thay thế được đặt ra một cách cấp thiết và nước mưa có thể được xem là một trong những ứng viên tiềm năng có thể

giải quyết được vấn đề này Với đề tài “Nghiên cứu, đề xuất giải pháp quản lý, thu

gom và tận dụng nước mưa chảy tràn đô thị Trường hợp điển hình tại thành phố

tràn trong khu vực đô thị, nhằm tiết kiệm nguồn tài nguyên nước tiêu thụ và giảm được lượng nước xả thải vào nguồn tiếp nhận Đề tài đã tiến hành thực hiện các nội dung :

- Đánh giá lượng nước mưa chảy tràn, chất lượng và các tác hại của nước mưa chảy tràn trên bề mặt đô thị, điển hình tại TP HCM

- Nghiên cứu các hình thức quản lý và kiểm soát nước mưa chảy tràn có hiệu quả trên thế giới

- Đánh giá khả năng quản lý và kiểm soát nước mưa chảy tràn tại TP HCM

- Đề xuất các giải pháp quản lý, thu gom và tận dụng nước mưa chảy tràn trong khu vực đô thị, trường hợp cụ thể là TP HCM

Practices, Edition 1, Department of Urban Services

Andrews, C T and Yoiguez, C E (eds) (2004) Water in Asian Cities:

Utilities' Performance and Civil Society Views Asian Development Bank,

Manila

Author (2008) Rainwater Management and Rainwater Use Examples in

Seoul (2008) [online], viewed 25 June 2010, from:

<http://www.gwptoolbox.org/index.php?option=com_case&id=58>

Bảo Hạnh (2010) TP.Hồ Chí Minh: Nước thải khu công nghiệp gây ô nhiễm

nghiêm trọng, Đại đoàn kết – Thời sự chính trị, 19/08/2010, [online],

Minh-Nuoc-thai-khu-cong-nghiep-gay-o-nhiem-nghiem-trong/4729886.epi>

<ttp://www.baomoi.com/Home/DauTu-QuyHoach/daidoanket.vn/TPHo-Chi-
Charles River Watershed Association, Low Impact Best Management

Practice (BMP) Information Sheet (2008, August) Constructed Stormwater Wetlands [online], viewed 25 October 2010, from:

<http://www.crwa.org/projects/bmpfactsheets/crwa_stormwater_wetlands.pdf>

Chi cục Bảo vệ môi trường TP.HCM (2010) Báo cáo quan trắc chất lượng

môi trường – Kết quả quan trắc chất lượng môi trường TP.HCM trogn 6 tháng đầu năm, Hồ Chí Minh

Chính Phủ Việt Nam (2001) Nghị định của Chính Phủ về việc phân loại đô

thị và cấp quản lý đô thị, số: 72/2001/NĐ-CP, Hà Nội

Center for Watershed Protection (2007, August) Urban Stormwater Retrofit

Practices Appendices Urban Subwatershed Restoration Manual Series

Center for Watershed Protection

Embassy of Vietnam London – United Kingdom (2007) Climate of Vietnam

City [online], viewed 25 Oct 2010, from:

management in Australia, Department of the Environment & Heritage Commonwealth of Australia, 104

Freeman G (1995) ‘Off-Line Improvement of In-Line Stormwater Quality

Controls’, reported at Third Annual Conference on Soil and Water Management for Urban Development, 1995, Sydney

Gardner, T & Coombes, P & Marks, R (eds) (2001) Use of Rainwater at a

Range of Scales in Australian Urban Environments, Prepared for the 10th International Rainwater Conference, September 2001, Germany

Grottker M (1989) ‘Pollutant Removal by Catch Basins in West Germany:

State of the Art—New Design’, in Torno HC (ed) Urban Stormwater Quality Enhancement—Source Control, Retrofitting and Combined Sewer Technology, American Society of Civil Engineers, New York

Hà Văn Khối (2005) Giáo trình quy hoạch và quản lý nguồn nước, Nhà

Xuất bản Nông Nghiệp, Hà Nội

Hồ Long Phi (2006) Vấn đề ngập úng và thoát nước ở TP.HCM

Hooper G (1992) Hayes Street litter control pit In: Design and performance

of gross pollutant traps and wet basin Instutation of Engineers, Sydney, Australia

Hydrological Society of South Australia (1998) Stormwater in the next

millennium exportable innovations in stormwater management

King.B (2008) Japan: Rainwater Management in Sumida City [online],

viewed 25 June 2010, from:

<http://www2.kankyo.metro.tokyo.jp/c40/c40tokyo/pdf/session2/seoul.pdf >

Liu I (1999) Environmental Engineer’s handbook CRC Press LLC, USA

Mạng Thông tin Tích hợp trên Internet của TP HCM (2009) Giới thiệu

chung về thành phố Hồ Chí Minh [online], viewed 25 October 2010, from:

<http://www.hochiminhcity.gov.vn/gioithieu/lists/posts/post.aspx?Source=/gioithieu/&Category=Gi%E1%BB%9Bi+thi%E1%BB%87u+chung&Mode=2

Martin R (2009), Aquifer Storage & Recovery in SA, The Department of

Water, Land, and Biodiversity Conservation, Government of South Australia

Metropolitan Area Planning Council (2010) Massachusetts Low Impact

Development Toolkit - Low Impact Development Fact Sheet, Grass Filter Strips [online], viewed 05 November 2010, from:

<http://www.eot.state.ma.us/smartgrowth/07toolkit/lid/regional_planning/LID/grass_strip_filters.html>

Nguyễn Văn Điềm & Nguyễn Quang Cầu (2005) Vấn đề ngập nước đô thị ở

TP.HCM Bài báo được trình bày tại Hội thảo Phát triển bền vững thành phố xanh trên lưu vực, tháng 05/2005, Viện môi trường và tài nguyên – cục bảo

vệ môi trường

Nguyễn Văn Nga (2006) Hiện trạng quản lý nước ngầm ở thành phố Hồ Chí

Minh, Bài báo cáo được trình bày tại Hội nghị nghiên cứu về Chính sách quản lý bền vững nguồn nước, ngày 27-11-1006, TP.HCM

Nguyễn Phước Dân, Huỳnh Khánh An & Phạm Ngọc Hoà (2010) ‘Đánh giá

tiềm năng tái sử dụng nước thải ở thành phố Hồ Chí Minh’ Khoa môi trường – Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc Gia thành phố Hồ Chí Minh

Nguyễn Thị Minh Tâm (2009) Khảo sát, đánh giá hiện trạng thu gom nước

mưa Đề xuất các giải pháp khuyến khích sử dụng nước mưa tại thành phố

nhiễm từ KCN TP Hồ Chí Minh đối với nguồn nước

North Central Texas Council of Government (1993) Stormwater quality best

management practices for residential and commercial land uses, Arlington,

Texas

NSW Environment Protection Authority (1997) Managing urban

stormwater : Treatment techniques Environment Protection Authority, Sydney

Võ Lê Phú (2009) ‘Water resource management in ho chi minh city,

vietnam - an overview’ Tạp chí Phát triển Khoa học & Công Nghệ, 12 (2), 51-63

Vũ Đức Thắng (2010) Cội nguồn kẹt nước ngập lụt đô thị do khoảng chênh

giữa khoa học khí tượng thuỷ văn và chuẩn công trình thoát nước Bài báo cáo được trình bày tại Hội thảo Phát triển đô thị bền vững, ngày 15-05-2010, TP.HCM

SAWACO (2010) Xã hội hoá dịch vụ cung cấp nước sạch đối với hoạt

động của Tổng công ty cấp nước Sài Gòn: một số bài học kinh nghiệm và kiến nghị [online], viewed 05 October 2010, from:

http://www.hids.hochiminhcity.gov.vn/Hoithao/phattrienbenvung/ctycapnuocsaigon.pdf

Schueler TR (1987) Controlling Urban Runoff—A Practical Manual for

Planning and Designing Urban BMPs, Metropolitan Washington Council of Governments, Washington DC

Tô Văn Trường (2010) Tiêu thoát nước ở Thành phố Hồ Chí Minh [online],

viewed 05 October 2010, from:

<http://www.vncold.vn/Web/Content.aspx?distid=136>

Nghĩa Tân, Cầu Giấy, Hà Nội

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài .1

1.2 Mục tiêu của đề tài .3

1.3 Đối tượng nghiên cứu của đề tài .3

1.4 Nội dung nghiên cứu .3

1.4.1 Nội dung 1: Đánh giá lượng nước mưa chảy tràn, chất lượng và các tác hại của nước mưa chảy tràn trên bề mặt đô thị, điển hình tại TP HCM 3

1.4.2 Nội dung 2 : Nghiên cứu các hình thức quản lý và kiểm soát nước mưa chảy tràn có hiệu quả trên thế giới 4

1.4.3 Nội dung 3: Đánh giá khả năng quản lý và kiểm soát nước mưa chảy tràn tại TP HCM 4

1.4.4 Nội dung 4: Đề xuất các giải pháp quản lý, thu gom và tận dụng nước mưa chảy tràn trong khu vực đô thị, trường hợp cụ thể là TP HCM 4

1.5 Phương pháp nghiên cứu 4

1.5.1 Phương pháp tổng quan tài liệu: 4

1.5.2 Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu: 5

1.5.3 Phương pháp thống kê và xử lý số liệu 6

1.5.4 Phương pháp so sánh: 6

1.5.5 Phương pháp khảo sát, điều tra thực tế 6

1.5.6 Phương pháp tham khảo các ý kiến của chuyên gia: 7

1.6 Ý nghĩa của đề tài .7

1.6.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài: 7

1.6.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài: 7

2.1.2 Đặc tính của nước mưa chảy tràn ở đô thị 10

2.1.3 Các ảnh hưởng của nước mưa chảy tràn đến tự nhiên và xã hội 15

2.2 Quản lý và kiểm soát nguồn nước mưa chảy tràn ở đô thị 17

2.2.1 Lý thuyết về quản lý và kiểm soát nguồn nước mưa chảy tràn .17

2.2.2 Các hình thức quản lý và kiểm soát nước mưa trên thế giới .18

2.2.3 Các trường hợp điển hình về thu gom và tận dụng nước mưa hiệu quả trên thế giới .34

Chương 3: HIỆN TRẠNG NƯỚC MƯA CHẢY TRÀN TẠI TP HCM 42

3.1 Tổng quan về thành phố Hồ Chí Minh 42

3.1.1 Vị trí địa lý: 42

3.1.2 Điều kiện tự nhiên: 42

3.1.3 Điều kiện kinh tế - xã hội: 44

3.2 Hiện trạng tài nguyên nước tại TP.HCM: 46

3.2.1 Nguồn nước mặt: 46

3.2.2 Nguồn nước ngầm: 48

3.2.3 Tình hình nhu cầu dùng nước tại TP HCM .54

3.3 Hiện trạng chất lượng nước mưa tại thành phố Hồ Chí Minh .55

3.3.1 Lượng nước mưa tại TP.HCM: 55

3.3.2 Khảo sát, lựa chọn vị trí lấy mẫu và tiến hành đo đạc 57

3.3.2 Kết quả và đánh giá chất lượng nước mưa thu gom từ mái: 60

3.3.3 Kết quả và đánh giá chất lượng nước mưa chảy tràn: 64

3.4 Các ảnh hưởng của nước mưa chảy tràn trong khu vực đô thị tại TP HCM 72

Chương 4: QUẢN LÝ, THU GOM VÀ TẬN DỤNG NƯỚC MƯA CHẢY TRÀN TẠI TP HCM 74

4.1 Hiện trạng quản lý và kiểm soát nước mưa tại Hồ Chí Minh .74

4.1.1 Hiện trạng hệ thống thoát nước mưa tại TP.HCM: 74

4.2.1 Xử lý sơ cấp 83

4.2.2 Xử lý thứ cấp bậc 2: 95

4.2.3 Xử lý thứ cấp bậc 3: 100

4.3.Tính khả thi trong việc áp dụng các giải pháp xử lý nước mưa ở TP.HCM: 101 4.3.1 Tính khả thi về mặt kĩ thuật: 101

4.3.2 Tính khả thi về kinh tế: 105

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 107

5.1 Kết luận: 107

5.2 Kiến nghị .109 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC 1: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA

Hình 2.1 : Sự thay đổi của lượng nước chảy tràn tương ứng với mức độ đô thị hoá11

Hình 2.2 : Vật liệu phủ bề mặt có khả năng thấm nước 19

Hình 2.3 : Bề mặt lối đi phủ vật liệu thấm nước 20

Hình 2.4 : Bề mặt vỉa hè, đường đi bộ phủ vật liệu thấm nước .20

Hình 2.5 : Cấu tạo lớp vật liệu phủ thấm nước bề mặt bãi đậu xe ô tô 21

Hình 2.6 : Vật liệu phủ thấm nước bề mặt bãi đậu xe ô tô 21

Hình 2.7 : Mô hình tận dụng nguồn nước mưa mái để tưới vườn .22

Hình 2.8 : Mương lọc phủ đá, sỏi 23

Hình 2.9 : Mương lọc bằng cỏ 23

Hình 2.10: Kênh lọc 25

Hình 2.11: Kênh lọc cạnh bãi đậu xe 25

Hình 2.12: Hồ lưu trữ nước mưa lúc chứa nước 26

Hình 2.13: Hồ lưu trữ nước mưa trong mùa khô .26

Hình 2.14: Hồ tiếp nhận nước mưa nhân tạo lúc xây dựng .27

Hình 2.15: Hồ tiếp nhận nước mưa nhân tạo 28

Hình 2.16: Đất ngập nước (wetland) trong khu vực dân cư .28

Hình 2.17 Mô hình bổ cập nước mưa bằng kỹ thuật ASR 30

Hình 2.18 Mô hình SUDS thoát nước đô thị bền vững .32

Hình 2.19 Vườn nhà 40

Hình 2.20 Vườn cỏ ven đường 40

Hình 2.21: Vỉa hè thay thế 1 phần bê tông 40

Hình 2.22: Taluy giữa đường 40

Hình 2.23 Lối đi công cộng 40

Hình 2.24 Mép đường 40

Hình 2.25 Tường nhà 41

Hình 2.26 Vườn trên mái .41

Hình 3.3 Biểu đồ so sánh DO 63

Hình 3.4 Biểu đồ so sánh hàm lượng Coliform .63

Hình 3.5 Biểu đồ so sánh độ pH .67

Hình 3.6 Biểu đồ so sánh độ đục 68

Hình 3.7 Biểu đồ so sánh TSS .68

Hình 3.8 Biểu đồ so sánh DO 69

Hình 3.9 Biểu đồ so sánh COD 69

Hình 3.10 Biểu đồ so sánh Tổng P 70

Hình 3.11 Biểu đồ so sánh Tổng N .70

Hình 3.12 Biểu đồ so sánh lượng Coliform 71

Hình 4.1 Các cấp bậc xử lý nước mưa 81

Hình 4.2 Vị trí đặt trạm xử lý nước mưa 82

Hình 4.3 Các dạng giỏ lọc rác 84

Hình 4.4 Thanh lọc rác trong dòng chảy 85

Hình 4.5 Các cách lắp đặt song chắn rác .86

Hình 4.6 Mô hình hồ lắng cặn 87

Hình 4.7 Mô hình hồ xử lý 88

Hình 4.8 Hồ xử lý kích thước nhỏ, trên đường ống 89

Hình 4.9 Một dạng hồ xử lý được chế tạo sẵn .89

Hình 4.10 Mô hình mương có màng thu rác nổi 90

Hình 4.11 Mô hình hố thu (Grottker, 1989) 92

Hình 4.12 Mô hình bể tách dầu 93

Hình 4.13 Mô hình mương lọc 95

Hình 4.14 Mô hình kênh lọc .96

Hình 4.15 Mô hình bộ lọc cát 97

Hình 4.16 Mô hình mương thấm 98

Bảng 2.1: Nồng độ một số chất ô nhiễm trong nước mưa tại Úc .14

Bảng 2.2: Đặc tính của nước mưa đô thị tại Mỹ .14

Bảng 2 3: Đặc tính của nước mưa chảy tràn đô thị 15

Bảng 2.4 Khả năng xử lý ô nhiễm của đất ngập nước .29

Bảng 2.5 Các cách tiếp cận trong quản lý nước mưa 39

Bảng 3.1 Nhiệt độ và lượng mưa trung bình các tháng trong năm của TP.HCM 43

Bảng 3.2: Trữ lượng nước dưới đất theo phương pháp cân bằng .53

Bảng 3.3: Lượng nước mưa hàng năm tại TP.HCM

56 Bảng 3.4 Các phương pháp phân tích áp dụng .59

Bảng 3.5 Kết quả chất lượng nước mưa trên mái tại các vị trí đo .61

Bảng 3.6 Kết quả chất lượng nước mưa chảy tràn tại các vị trí đo 66

Bảng 4.1: Khoảng cách từ biển tới các cửa đổ nước trên sông 76

Bảng 4.2 Thành phần cấp nước tại TP.HCM 79

Bảng 4.3 Khả năng xử lý ô nhiễm của giỏ lọc rác .84

Bảng 4.4 Khả năng xử lý ô nhiễm của song chắn rác 86

Bảng 4.5 Khả năng xử lý ô nhiễm của hố lắng cặn .87

Bảng 4.6 Khả năng xử lý ô nhiễm của hố xử lý 89

Bảng 4.7 Khả năng xử lý ô nhiễm của màng thu rác nổi 91

Bảng 4.8 Khả năng xử lý ô nhiễm của hố thu 92

Bảng 4.9 Khả năng xử lý ô nhiễm của bể tách dầu 94

Bảng 4.10 Khả năng xử lý ô nhiễm của mương lọc 95

Bảng 4.11 Khả năng xử lý ô nhiễm của kênh lọc .96

Bảng 4.12 Khả năng xử lý ô nhiễm của bộ lọc cát .97

Bảng 4.13 Khả năng xử lý ô nhiễm của mương thấm 99

Bảng 4.14 Khả năng xử lý ô nhiễm của vỉa hè xốp .100

TP.HCM: Thành phố Hồ Chí Minh

Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

“Nước sạch cho một thế giới khỏe mạnh” là câu khẩu hiệu được chọn làm chủ

đề cho Ngày Nước Thế Giới năm nay, 22-03-2010 Qua đó, có thể thấy được sự đánh giá rất cao của toàn thế giới đối với tầm quan trọng của nguồn nước – một trong những yếu tố cấu thành nên sự sống trên Trái Đất

Nguồn tài nguyên nước trên Trái Đất rất dồi dào và đa dạng Với tổng lượng nước trên thế giới khoảng 1.386 triệu km3, trong đó có trên 96.5% là nước mặn trong các đại dương, khoảng 2.5% còn lại là nước ngọt Trong tổng lượng nước ngọt thì có đến 68% là nước nằm ở dạng băng và sông băng, 30% là nước ngầm dưới lòng đất Nguồn nước mặt mà con người có thể khai thác và sử dụng (có trong sông, hồ) chỉ chiếm khoảng 93.100 km3, tức là chỉ gần 1% (Hà Văn Khối, 2005) Nhưng hiện nay, dưới tác động các hoạt động kinh tế xã hội của con người, nguồn nước ít ỏi này ngày càng bị suy thoái và cạn kiệt, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng cuộc sống Nhận biết được hiện trạng và nguy cơ này, trong những thập niên gần đây, nhận thức của con người về bảo vệ, giữ gìn và sử dụng tiết kiệm tài nguyên cũng ngày càng được cải thiện Bằng các động thái tích cực như sự ra đời của các tổ chức phi chính phủ, các tổ chức quốc tế về môi trường, sự hình thành các chiến lược môi trường được phát triển trên quy mô toàn cầu ngày càng nhiều hơn, các chương trình, các giải pháp “xanh” được áp dụng và phổ biến rộng rãi,…cho thấy con người ngày càng ý thức hơn về tầm quan trọng của việc sử dụng “bền vững” các nguồn tài nguyên thiên nhiên Đối với nguồn tài nguyên nước, ngoài các biện pháp “xử lý cuối đường ống” để bảo vệ chất lượng nước mặt và nước ngầm, áp dụng các giải pháp kĩ thuật trong sản xuất, sinh hoạt nhằm tiết kiệm nước, xu hướng tận dụng các nguồn nước có sẵn hoặc đã qua sử dụng để sử dụng lại vào các mục đích thích hợp đang ngày càng được quan tâm ở hầu hết các quốc gia

Với vị trí nằm trong khu vực Đông Nam Á, Việt Nam được đánh giá là một trong những quốc gia có tài nguyên nước phong phú trên thế giới, cũng là nước có trữ lượng nước dồi dào ở khu vực châu Á Lượng mưa trung bình năm ở đây xấp xỉ 2000mm, có nơi trên 3800mm (Hà Văn Khối, 2005)

Là một thành phố lớn ở miền Nam Việt Nam, có tốc độ phát triển kinh tế cũng như văn hóa, xã hội bậc nhất, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM) được xem như là trọng điểm phát triển kinh tế của cả nước Đồng hành cùng với sự phát triển về kinh

tế, đạt được nhiều thành tựu trong các lĩnh vực, là sự đổ xô ồ ạt một lượng lớn dân

cư từ khắp cả nước về TP.HCM Điều này đồng nghĩa với việc thành phố đang phải chịu sức ép nặng nề về nhu cầu dùng nước Tổng nhu cầu cấp nước cho mục đích sinh hoạt và công nghiệp ở TP.HCM trong năm 2006 là 1.75 triệu m3 và dự đoán sẽ tăng lên đến 3.6 triệu m3 vào năm 2020 (Nguyễn Văn Nga, 2006; Võ Lê Phú, 2009) Trong khi đó, khả năng cấp nước của TP.HCM chỉ đạt được 84% nhu cầu trong năm 2004 (Andrew, 2004), và chỉ 76% dân số được cấp nước sạch từ hệ thống nước thành phố, 10,5% dân số vùng ngoại ô đang sử dụng nguồn nước sạch từ chương trình của UNICEF (Võ Lê Phú, 2009) Do vậy, có thể thấy trong tương lai, vấn đề khan hiếm nước sạch phục vụ cho các nhu cầu của người dân sẽ ngày càng trở nên trầm trọng, đặc biệt là vào mùa khô

Trong khi đó, TP.HCM có lượng mưa rất dồi dào, trung bình hàng năm khoảng 2000mm (Võ Lê Phú, 2009), trong đó khoảng 90% lượng mưa tập trung ở các tháng từ tháng 5 đến tháng 11 Thêm vào đó là quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh chóng, dẫn đến việc chiếm dụng đất công, san lấp mặt bằng, sông ngòi, lấn chiếm lòng lề đường để làm nhà và xây dựng trái phép, điều này tất nhiên sẽ ảnh hưởng lớn đến quá trình tiêu, thoát nước và chất thải đô thị Do vậy, vào mùa mưa, đặc biệt là trong những năm gần đây, sau mỗi cơn mưa, TP.HCM lại lâm vào cảnh ngập lụt trên hầu hết các khu vực nội thành, trên các trục đường giao thông và khu dân cư, gây khó khăn cho giao thông, sinh hoạt của người dân, ảnh hưởng đến nhiều mặt kinh tế – xã hội và góp phần làm ô nhiễm môi trường

Như vậy, có thể thấy ở đây đang diễn ra mâu thuẫn: sự thiếu hụt trong nhu cầu dùng nước của người dân vào mùa khô và sự dư thừa nước trong mùa mưa dẫn đến ngập lụt Một xu hướng được đưa ra để giải quyết mâu thuẫn trên đó là nghiên cứu khả năng quản lý và kiểm soát lượng nước mưa chảy tràn, nghiên cứu các hình thức thu gom, tận dụng lượng nước mưa chảy tràn vào các nhu cầu sử dụng nước thích

hợp trong nội vi đô thị Với mục đích này, đề tài “Nghiên cứu, đề xuất giải pháp

quản lý, thu gom và tận dụng nước mưa chảy tràn đô thị Trường hợp điển hình

tại thành phố Hồ Chí Minh” được thực hiện

1.2 Mục tiêu của đề tài

- Nghiên cứu, đề xuất các giải pháp thu gom và tận dụng nước mưa chảy tràn hiệu quả

- Tiết kiệm nguồn tài nguyên nước, sử dụng hiệu quả các nguồn nước có sẵn để giảm tải lượng nguồn nước mặt

1.3 Đối tượng nghiên cứu của đề tài

- Đối tượng nghiên cứu là nước mưa chảy tràn đô thị Đây là lượng nước mưa, sau khi rơi xuống mặt đất và chảy tràn trên bề mặt

- Phạm vi nghiêm cứu: thành phố Hồ Chí Minh

1.4 Nội dung nghiên cứu

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

1.4.1 Nội dung 1: Đánh giá lượng nước mưa chảy tràn, chất lượng và các tác hại của nước mưa chảy tràn trên bề mặt đô thị, điển hình tại TP HCM Cụ thể là:

+ Điều tra, khảo sát lượng nước mưa chảy tràn tại TP HCM

+ Lấy mẫu, phân tích và đánh giá chất lượng nước mưa chảy tràn bề mặt tại một

số khu vực điển hình lựa chọn trên địa bàn TP HCM

+ Điều tra, nghiên cứu, thu thập, thống kê các tác hại của nước mưa chảy tràn nếu không được thu gom và tận dụng, các ảnh hưởng tiêu cực của nước mưa chảy

tràn đến sinh hoạt và chất lượng cuộc sống của người dân đô thị và các tác động của chúng đến chất lượng môi trường

1.4.2 Nội dung 2 : Nghiên cứu các hình thức quản lý và kiểm soát nước mưa chảy tràn có hiệu quả trên thế giới

1.4.3 Nội dung 3: Đánh giá khả năng quản lý và kiểm soát nước mưa chảy tràn tại

1.5 Phương pháp nghiên cứu

Để giải quyết được các nội dung của đề tài, các phương pháp nghiên cứu sau đây sẽ được áp dụng thực hiện:

1.5.1 Phương pháp tổng quan tài liệu:

Phương pháp được thực hiện trong suốt thời gian làm đề tài, dựa trên quá trình thu thập các thông tin từ các nguồn tài liệu khác nhau, bao gồm:

+ Các luận văn, các báo cáo nghiên cứu trong các hội nghị khoa học liên quan đến nước mưa chảy tràn đô thị ở Việt Nam và trên thế giới

+ Các nguồn sách báo từ thư viện trường, thư viện khoa, các kiến thức chuyên môn về quản lý nguồn nước được tổng hợp từ các giáo trình thu thập được

+ Các bài báo phản ánh hiện trạng trong nước và ngoài nước, nguồn dữ liệu trên internet

1.5.2 Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu:

Áp dụng phương pháp lấy mẫu, phân tích mẫu nhằm đưa ra các số liệu cần thiết, phục vụ cho quá trình đánh giá chất lượng nước mưa và nước mưa chảy tràn trên địa bàn TP.HCM

Phương pháp lấy mẫu nước mưa: được thực hiện theo các qui định của tiêu chuẩn hiện hành về các phương pháp lấy mẫu, bản quản mẫu, cụ thể:

+ TCVN 5997:1995 – Chất lượng nước, lấy mẫu – Hướng dẫn lấy mẫu nước mưa

+ TCVN 5992:1995 – Chất lượng nước, lấy mẫu – Hướng dẫn kĩ thuật lấy mẫu + TCVN 5993:1995 – Chất lượng nước, lấy mẫu – Hướng dẫn bảo quản và xử

là các cơn mưa ngẫu nhiên

+ Tiến hành lấy mỗi nơi 2 mẫu nước, dự kiến lấy 6 mẫu tiêu biểu tại 3 vị trí khác nhau trong thành phố

• Mẫu 1: Nước mưa hứng trực tiếp từ mái, trước khi rơi xuống mặt đất

• Mẫu 2: Nước trên hố ga chảy vào cống thoát nước

+ Mẫu nước mưa được phân tích tại phòng thí nghiệm Các kết quả phân tích sẽ được thống kê và xử lý nhằm đánh giá và phân tích đặc tính và thành phần của nước mưa đô thị trên địa bàn TP.HCM

+ Các chỉ tiêu cần phân tích:

• Đối với nước mưa hứng trực tiếp từ mái, trước khi rơi xuống mặt đất:

pH, độ đục, độ cứng, cặn lơ lửng (SS), DO, COD

• Đối với nước mưa chảy tràn trên mặt đất: ngoài các chỉ tiêu trên, phân tích thêm các chỉ tiêu: tổng coliform, tổng Nitơ, tổng Phospho

1.5.3 Phương pháp thống kê và xử lý số liệu:

Các kết quả đo đạc được cần được xử lý số liệu, để đưa ra chất lượng nước mưa hợp lí, phù hợp với mục đích đo đạc, phân tích mẫu

1.5.4 Phương pháp so sánh:

Từ số liệu phân tích thu được từ các mẫu thử, so sánh kết quả với QCVN 08:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt để có thể đánh giá được chất lượng nước mưa chảy tràn tại các điểm thu mẫu

Ngoài ra, so sánh các số liệu về chất lượng nước sau các lần thử mẫu khác nhau,

ở các vị trí khác nhau và thời điểm lấy mẫu khác nhau, để có thể rút ra được đặc điểm chung của chất lượng nước mưa chảy tràn trong khu vực đô thị

1.5.5 Phương pháp khảo sát, điều tra thực tế:

Khảo sát hiện trạng quản lý và kiểm soát thực tế của đối tượng nghiên cứu thông qua quá trình tìm hiểu thông tin, thu thập số liệu tại các cơ quan quản lý nhà nước về Tài nguyên và Môi trường Tìm hiểu các qui định và văn bản pháp lý của nhà nước về công tác quản lý tài nguyên nước nói chung và nước mưa nói riêng trên địa bàn TP.HCM Thông qua phương pháp này có thể biết được chính quyền thành phố đã có những định hướng và chính sách nào liên quan hoặc cụ thể cho việc quản

lý nước mưa hay chưa

Khảo sát, tìm hiểu thông tin về các vị trí thường xảy ra ngập lụt từ các hộ dân địa phương và các điểm thường được phản ánh trên các mạng thông tin Từ đó, khảo sát các khả năng thu gom và tận dụng tại chỗ nguồn nước mưa chảy tràn 1.5.6 Phương pháp tham khảo các ý kiến của chuyên gia:

Phương pháp này được sử dụng để tham khảo ý kiến của các chuyên gia về lĩnh vực môi trường, hoặc các nhà quản lý, nhà quy hoạch, từ đó đề xuất ra được giải pháp hợp lí trong việc quản lý, thu gom và tận dụng nước mưa chảy tràn tạo TP.HCM

1.6 Ý nghĩa của đề tài

1.6.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài:

- Là nghiên cứu mang tính chất tổng hợp các cách thức quản lý nước mưa hiệu quả trên thế giới, mang lại cách nhìn tổng quan và toàn diện về hiệu quả của việc quản lý nước mưa

- Nghiên cứu tính khả thi của việc quản lý nước mưa tại các đô thị ở Việt Nam, đối với các khu đô thị đã xây dựng và các khu đô thị trong giai đoạn qui hoạch

- Bước đầu đưa các giải pháp, các mô hình quản lý vào nghiên cứu cho trường hợp điển hình ở TP.HCM

1.6.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:

- Nâng cao nhận thức của cộng đồng, của các nhà quản lý, nhà quy hoạch về quan niệm nước mưa, cách sử dụng nước mưa

- Xây dựng hình thức thu gom và tận dụng sử dụng nước mưa có hiệu quả ở các thành phố, đô thị ở Việt Nam, giảm tải cho các sức ép về cấp nước, sức ép của hệ thống thoát nước vào mùa mưa

- Đưa ra các định hướng quản lý nước mưa trong hiện tại và trong tương lai, xây dựng bền vững các qui hoạch mới, đưa các biện pháp tiên tiến và phù hợp với điều kiện của TP.HCM và Việt Nam nói chung

- Góp phần ngăn ngừa và giảm thiểu các thiệt hại về kinh tế, xã hội từ vấn đề ngập úng và ô nhiễm trong nội vi thành phố do nước mưa chảy tràn gây ra

Chương 2: TỔNG QUAN

2.1 Nước mưa và nước mưa chảy tràn

2.1.1 Tổng quan về nước mưa và nước mưa chảy tràn

Nước mưa rơi từ độ cao xuống sẽ hòa tan và tiếp xúc với các tạp chất trong không khí, vì vậy trong nước mưa có chứa nhiều bụi, vi khuẩn, các tạp chất 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 Mặt khác, mưa càng nhiều, càng lâu, các vi khuẩn và tạp chất trong nước mưa sẽ càng ít

Nước mưa có tính axit nhẹ (độ pH khoảng từ 6,2 – 6,4) do khí Nitơ kết hợp với Oxy (nhờ các tia lửa điện của sấm sét) rồi kết hợp với nước thành axit Nitric, đồng thời cũng chứa nhiều loại axit khác do quá trình kết hợp trong khi lưu chuyển Nước mưa khi rơi xuống, ngấm vào đất, là yếu tố có tác dụng cải thiện ô nhiễm nhiệt tại các thành phố lớn, phòng ngừa tình trạng khan hiếm nước và cải thiện môi trường đô thị Đồng thời, nước mưa khi rơi xuống mặt đất, đi vào hệ thống nước mặt, tái tạo lại lượng nước mặt thất thoát trên bề mặt sông, hồ, và góp phần tái nạp nguồn nước ngầm dưới đất

* Nước mưa chảy tràn:

Nước mưa chảy tràn là lượng nước mưa, sau khi rơi xuống mặt đất, chảy trên bề mặt, sau đó có thể được thu gom vào hệ thống thoát nước hoặc không được thu gom, có thể thấm tự nhiên vào đất hoặc chảy tự nhiên về các nguồn tiếp nhận như

sông, suối, ao, hồ… Lượng nước mưa này thường chứa đủ loại chất gây ô nhiễm, gây tác động xấu về mặt môi trường đến các nguồn tiếp nhận nước mưa như sông, suối, ao hồ

Tính chất của nước mưa chảy tràn phụ thuộc lớn vào đặc tính bề mặt mà nó chảy qua và mức độ ô nhiễm cũng có các cường độ khác nhau, tuỳ từng vùng, từng khu vực và thời điểm

2.1.2 Đặc tính của nước mưa chảy tràn ở đô thị

Đô thị là khu dân cư tập trung có những đặc điểm sau:

+ Về cấp quản lí, đô thị là thành phố, thị xã, thị trấn được cơ quan nhà nước có thẩm quyền quyết định thành lập

+ Về trình độ phát triển, đô thị là trung tâm tổng hợp hoặc trung tâm chuyên ngành, có vai trò thúc đẩy sự phát triển kinh tế - xã hội của cả nước hoặc một vùng lãnh thổ như: vùng liên tỉnh, vùng tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương hoặc vùng trong tỉnh, trong thành phố trực thuộc Trung ương, vùng huyện hoặc tiểu vùng trong huyện

+ Đối với khu vực nội thành phố, nội thị xã, thị trấn tỉ lệ lao động phi nông nghiệp tối thiểu phải đạt 65% tổng số lao động; cơ sở hạ tầng phục vụ các hoạt động của dân cư tối thiểu phải đạt 70% mức tiêu chuẩn, quy chuẩn thiết kế quy hoạch xây dựng quy định cho từng loại đô thị, quy mô dân số ít nhất là 4000 người và mật độ dân số tối thiểu phải đạt 2000 người/km² (Nghị định số 72/2001/NĐ-Chính Phủ, 2001)

Đô thị sau khi hình thành, được mở rộng và phát triển dựa vào quá trình đô thị hoá Gắn liền với quá trình này là sự gia tăng về dân số và diện tích đô thị Quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh chóng, dẫn đến việc chiếm dụng đất công, san lấp mặt bằng, sông ngòi, lấn chiếm lòng lề đường để làm nhà và xây dựng trái phép, điều này tất nhiên sẽ ảnh hưởng lớn đến nhiều mặt, trong đó phải kể đến quá trình tiêu, thoát nước và chất thải đô thị

* Ảnh hưởng cuả quá trinh đô thị hoá đến lượng nước mưa chảy tràn:

Khi đô thị phát triển, các hình thức thoát nước tự nhiên của lượng nước mưa chảy tràn sẽ thay đổi Lượng nước này sẽ được hướng dòng vào các máng thoát nước, cống thoát nước hoặc kênh hở trong khu vực đô thị Với diện tích bề mặt bị

bê tông hoá càng nhiều, lượng nước mưa thấm xuống đất cũng thay đổi, cụ thể như Hình 2.1

Hình 2.1 : Sự thay đổi của lượng nước chảy tràn tương ứng với mức độ đô thị hoá

.(Minnesota Pollution Control Agency, 2000)

+ Với bề mặt bao phủ là thảm tự nhiên: 50% lượng nước mưa sau khi rơi xuống

sẽ thấm xuống đất (trong đó 25% là thấm ở tầng đất nông và 25% là thấm sâu vào lòng đất), 40% lượng này sẽ hoá hơi, còn lại là lượng nước chảy tràn trên mặt đất + Với bề mặt có tỉ lệ diện tích không thấm nước (bê tông, ) chiếm 10-20% : lượng nước mưa thấm vào đất là 42% (trong đó 21% là thấm ở tầng đất nông và 21% là thấm sâu vào lòng đất), 38% hoá hơi, còn lại 20% là lượng nước chảy tràn trên mặt đất

+ Với bề mặt có tỉ lệ diện tích không thấm nước (bê tông, ) tăng đến 35-50% : lượng nước mưa thấm vào đất chỉ còn 35% (trong đó 20% là thấm ở tầng đất nông

và 15% là thấm sâu vào lòng đất, lượng nước hoá hơi là 35%, lượng nước chảy tràn trên mặt đất tăng lên 30%

+ Khi bề mặt bị bê tông hoá cao, tỉ lệ diện tích không thấm nước là 75-100%, thì lượng nước ngấm vào lòng đất chỉ là 15% (10% ở tầng đất nông, chỉ 5% đến được tầng đất sâu) Lúc này, lượng nước mưa bốc hơi ở khoảng 30%, và nước mưa chảy tràn trên mặt đất sẽ là 55% của tổng lượng nước mưa rơi xuống đất

Như vậy, với các thành phố có mức độ đô thị hoá khác nhau, lượng nước mưa chảy tràn sẽ khác nhau Từ đó, tính chất về dòng chảy, về vận tốc dòng chảy cũng

sẽ khác nhau

* Ảnh hưởng cuả quá trình đô thị hoá đến chất lượng nước mưa chảy tràn:

Tính chất của nước mưa chảy tràn phụ thuộc lớn vào đặc tính bề mặt mà nó chảy qua Đối với các khu vực đô thị, nơi công cộng, chất bẩn thường được tạo thành từ các hoạt động giao thông, sản xuất công nghiệp, sản xuất điện năng, các trầm tích bị xói mòn bề mặt và rác thực vật Nước mưa khi chảy tràn qua các bề mặt này, thường cuốn chất bẩn đi vào dòng chảy, gây nên sự thay đổi về thành phần chất lượng nước như thay đổi hàm lượng chất thải rắn, chất lắng cặn, hàm lượng các chất dinh dưỡng trong nước, nhu cầu Oxy hoá, hàm lượng hoá chất độc hại, các loại

vi khuẩn và virus, kèm theo đó là sự thay đổi về nhiệt độ

+ Hàm lượng cặn: nước mưa chảy tràn thường mang theo lượng lớn cặn trên đường đi Các hạt cặn này có thể là những hạt vô cơ (bùn, cát…từ các công trình xây dựng) hoặc các mảnh vụn hữu cơ (lá cây, vụn thực vật hoặc chất thải của động vật) Ngoài ra, lượng cặn, các chất rắn lơ lửng và chất rắn không tan này có thể sinh

ra từ quá trình xói mòn bề mặt Lượng chất này di chuyển theo dòng nước chảy tràn, đến khu vực tiếp nhận, đồng thời trên đường đi, có thể đóng vai trò là chất vận chuyển các chất ô nhiễm khác như chất dinh dưỡng, các hạt kim loại, hợp chất hydrocacbon

+ Chất dinh dưỡng (chủ yếu là Nitơ và Phốt Pho): các hợp chất này chủ yếu phát sinh từ các nguồn thải như chất dư thừa trong phân bón cỏ, làm vườn, các hợp chất hữu cơ bị phân huỷ, các chất thải trên đường phố đô thị, các chất luân chuyển trong không khí theo mưa đi xuống mặt đất

+ Oxy và các chất có khả năng bị phân huỷ sinh học (tiêu thụ oxy) : oxy hoà tan trong nước là một trong những nguồn cung cấp Oxy chính cho các động, thực vật thuỷ sinh Nước mưa sau đó là nước mưa chảy tràn luôn cung cấp một lượng oxy hoà tan lớn cho khu vực tiếp nhận Tuy nhiên, lượng oxy này thường giảm do sự tiêu thụ của các mảnh vụn hữu cơ, các kim loại có khả năng oxi hoá, các chất dinh dưỡng trong quá trình phân huỷ

+ Kim loại nặng: các hợp chất kim loại nặng tồn tại trong dòng chảy tràn trong khu vực đô thị chủ yếu là chì, kẽm, và đồng (Minnesota Pollution Control Agency, 2000) Các kim loại này chủ yếu phát sinh từ quá trình sản xuất như mạ kẽm, nhúng Chrom, hoặc từ khói thải của các phương tiện giao thông Các hạt kim loại tạo ra từ quá trình ăn mòn, hoà tan và lơ lửng trong không khí, phát tán nhờ gió, sau khi gặp mưa, rơi xuống mặt đất và đi vào dòng chảy tràn

+ Các hợp chất hydrocabon hữu cơ: chủ yếu là chất dẻo từ các sản phẩm, phế thải bằng nhựa từ quá trình sinh hoạt của con người Ngoài ra, có thể kể đến các tác nhân đưa hydrocacbon hữu cơ vào môi trường khác như thuốc trừ sâu, thuốc diệt

cỏ, các loại dầu nhớt bôi trơn, các xăng dầu thải ra từ các động cơ xe Các hợp chất này theo dòng chảy tràn đi vào nguồn tiếp nhận

+ Vi khuẩn: Nước mưa chảy tràn thường mang theo một lượng lớn vi khuẩn và virus khi chảy qua bề mặt mặt đất Lượng vi khuẩn, chủ yếu là coliform và các vi khuẩn gây bệnh khác có thể có nguồn gốc từ các loài động vật, vật nuôi, chim chóc, hoặc có sẵn trên bề mặt mặt đất

Như vậy, thành phần tính chất của nước mưa chảy tràn qua các bề mặt đô thị là khác nhau vào từng thời điểm và từng khu vực Tính chất của nước mưa chảy tràn phụ thuộc lớn vào đặc tính bề mặt mà nó chảy qua Nồng độ các chất gây ô nhiễm trong nước mưa chảy tràn còn tùy thuộc vào cách nước mưa chảy đến hệ thống tiếp

nhận, thông qua các dòng chảy từ hệ thống cống rãnh kết hợp, từ những dòng nước mưa hay những dòng chảy tràn trên mặt đất Hơn nữa, nồng độ chất ô nhiễm chứa trong nước mưa chảy tràn từ các hệ thống cống rãnh cũng mang tính ngẫu nhiên trong các hoạt động sử dụng đất ở các vùng đô thị, chẳng hạn nước mưa từ khu dân

cư, khu thương mại, từ các công trình xây dựng và các vùng đất công nghiệp, đường

sá, xa lộ Ở một số đô thị tại các nước phát triển ở châu Âu, châu Mỹ, thống kê được tổng quan chất lượng nước mưa chảy tràn như sau:

Thông số Giới hạn, mg/l Thông số Giới hạn, mg/l

Bảng 2.1: Nồng độ một số chất ô nhiễm trong nước mưa tại Úc

(Hydrological Society of South Australia, 1998)

Tại Việt Nam, thành phần của nước mưa tại các đô thị theo bảng sau:

Thành phần

Vi khuẩn

Tổng coliform, coliform phân và các mầm bệnh khác

Các loài động vật, chim chóc, khuẩn nhiễm trong đất, con người

Chất dinh dưỡng Nitơ, phospho

Phân bón cỏ, các hợp chất hữu cơ bị phân hủy, các chất thải trên đường phố đô thị, các chất luân chuyển trong không khí

Lá cây, cỏ Động vật, rác trên đường phố, dầu mỡ

Các chất hữu cơ

bền vững

Thuốc trừ sâu, thuốc diệt

cỏ, thuốc diệt côn trùng, hydrocacbon

Các chất trừ sâu và diệt côn trùng trong nông nghiệp, công viên, gia đình

Các loại dầu nhớt bôi trơn và thủy lực

Các chất vô cơ

Chất rắn lơ lửng, chất rắn không tan, các kim loại nặng/độc hại, hợp chất hydrocarbon, clo

Bụi và rác thải trên đường phố, rác thải sinh hoạt, vụn vữa từ các công trình xây dựng, giao thông và các nguồn từ sản xuất công nghiệp

Bảng2 3: Đặc tính của nước mưa chảy tràn đô thị (Nguyễn Thị Minh Tâm, 2009)

2.3.1 Các ảnh hưởng của nước mưa chảy tràn đến tự nhiên & xã hội:

a) Ảnh hưởng của nước mưa chảy tràn đến tự nhiên:

Nước mưa tại khu vực đô thị thường chảy tràn trên mặt đất, rồi tự thu gom về các cống, mương hoặc kênh dẫn nước đi vào hệ thống thoát nước của đô thị, vào các vùng tiếp nhận tự nhiên như ao, hồ Do vậy, nước mưa chảy tràn không chỉ tác động vào bề mặt mà nó đi qua, mà còn tác động đến vùng tiếp nhận về cả số lượng lẫn chất lượng

* Ảnh hưởng do lưu lượng nước chảy tràn:

Với các cơn mưa có cường độ mưa lớn, xảy ra chỉ trong thời gian ngắn, đổ xuống mặt đất với lưu lượng lớn làm cho quá trình chảy tràn và xả thải đạt đến điểm đỉnh Khi đó lưu lượng và vận tốc của dòng chảy tràn sẽ tăng nhanh chóng, gây nên các hiện tượng như chảy mạnh, xiết, xói mòn, ảnh hưởng xấu đến môi trường sống của các loài trong dòng chảy

Ở các khu vực có tốc độ đô thị hoá cao, bề mặt có mức độ bê tông bao phủ chiếm diện tích đáng kể, lưu lượng nước chảy tràn lớn, lượng nước thấm vào tầng đất nông giảm Điều này gây nên các thay đổi thuỷ văn đối với dòng chảy cơ bản của dòng chảy tràn Các thay đổi về thuỷ văn này khi kết hợp với sự tăng lên về tải lượng ô nhiễm sẽ tạo nên các tác động mạnh mẽ đến hệ sinh thái thuỷ sinh

* Ảnh hưởng do chất lượng nước chảy tràn:

Đối với dòng nước mưa chảy tràn có hàm lượng cặn lớn, là tác nhân gây nên tình trạng tắc nghẽn dòng chảy, cống, mương thoát nước gây ứ đọng Khi chảy vào vùng tiếp nhận, hàm lượng cặn lớn làm tăng độ đục của vùng nước khu vực tiếp nhận, làm thay đổi cấu tạo lớp đáy cũng như môi trường sống thuỷ sinh, giảm quá trình hô hấp của động, thực vật thuỷ sinh, giảm lượng ánh sáng cần thiết cho các thực vật thuỷ sinh quang hợp

Chất dinh dưỡng như Nitơ và các hợp chất của Nitơ tồn tại trong dòng nước mưa chảy tràn, phát sinh từ lượng dư thừa phân bón, khi thấm vào lòng đất, dễ gây tác động đến chất lượng nước ngầm Ngoài ra, hợp chất NH3 cũng là tác nhân gây độc hại đối với các loại sinh vật thuỷ sinh Quá trình chuyển hoá NH2 thành các hợp

chất NO2-, NO3- (quá trình nitrat hoá) thường tiêu tốn một lượng lớn oxy hoà tan trong nước Việc làm giảm lượng oxy này không những ảnh hưởng đến đời sống của hệ sinh thái thuỷ sinh mà còn ảnh hưởng đến chất lượng nước của vùng tiếp nhận

Đối với khu vực tiếp nhận là sông, hồ, ao, chất dinh dưỡng từ dòng nước mưa chảy tràn nếu quá nhiều có thể gây nên sự phú dưỡng, xuất hiện hiện tượng tảo nở hoa hoặc sự phát triển quá nhiều, không kiểm soát của các động, thực vật thuỷ sinh

b) Ảnh hưởng của nước mưa chảy tràn đến xã hội:

Đối với các đô thị có hệ thống thu gom, chuyển tải và thoát nước mưa tốt, nước mưa sau khi rơi xuống đất, chảy đến vùng tiếp nhận nên hầu hết không có ảnh hưởng gì lớn đến đời sống, sinh hoạt và hoạt động của con người Không những vậy, nước mưa chảy tràn còn có tác dụng rửa trôi, làm sạch bề mặt chảy qua

Ở các thành phố, đô thị có hệ thống thoát nước mưa vận hành không hiệu quả, sau mỗi cơn mưa, lượng nước mưa chảy tràn không thoát kịp, gây nên tình trạng ngập úng, mực nước dâng ở các tuyến đường giao thông, tràn vào nhà dân Khi hiện tượng này diễn ra trên diện rộng, sẽ gây nên ùn tắc giao thông, gây thiệt hại về thời gian và kinh tế cho người dân Thêm vào đó, nước ngập sau mỗi trận mưa làm đời sống sinh hoạt, đi lại của người dân gặp nhiều khó khăn, cản trở

Ngoài ra, nước mưa chảy tràn còn ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước sử dụng của người dân Trong quá trình vận chuyển đến nguồn tiếp nhận, nước mưa chảy tràn đã mang theo một lượng chất ô nhiễm, chất thải, nên dễ gây nên mùi hôi, lan truyền các ô nhiễm gây bệnh tật cho con người

2.2 Quản lý và kiểm soát nguồn nước mưa chảy tràn ở đô thị

2.2.1 Lý thuyết về quản lý và kiểm soát nguồn nước mưa chảy tràn

Quản lý nước mưa chảy tràn là hình thức quản lý lượng nước mưa chảy xuống mặt đất về số lượng và chất lượng, quản lý sự hoạt động của hệ thống thu gom, vận chuyển nước mưa từ khi nước mưa rơi xuống mặt đất đến khi nước mưa chảy đến các lưu vực, nguồn tiếp nhận

Kiểm soát nước mưa là kiểm soát quá trình thu gom, tận dụng, nước mưa được thực hiện như thế nào, hình thức và khả năng tận dụng nước mưa vào các mục đích sinh hoạt, sản xuất, qua đó có thể tiết kiệm được một lượng lớn nước sạch sử dụng Như vậy, quản lý và kiểm soát nước mưa chảy tràn mang lại nhiều lợi ích, trong

đó, nổi bật lên 2 lợi ích có thể được coi là cấp thiết hiện nay ở các đô thị Đó là: + Quản lý nước mưa tốt, hiệu quả, sẽ giúp giải quyết được tình trạng ứ đọng, ngập lụt trên các trục đường giao thông chính, các khu dân cư vùng trũng, vùng ngập triều mỗi khi có đợt mưa Giúp xóa bỏ các khó khăn, tổn hại về mặt kinh tế do việc ngập lụt gây ra đối với cuộc sống của người dân, đối với các hoạt động sống, hoạt động kinh tế của đô thị

+ Tận dụng được nguồn nước mưa cho các nhu cầu sinh hoạt của người dân, hoặc các hoạt động của đô thị như tưới cây, rửa đường, tạo cảnh quan đô thị… Với việc nhận thức được các lợi ích như vậy, đã từ lâu trên thế giới, việc quản

lý, thu gom, tận dụng nước mưa được quan tâm đáng kể

2.2.2 Các hình thức quản lý và kiểm soát nước mưa trên thế giới

Nguyên tắc của quá trình quản lý và kiểm soát nước mưa tức là thu gom nhanh chóng lượng nước mưa chảy tràn vào các hệ thống thu gom và lưu trữ tại các thời điểm mùa mưa, sau đó có thể tận dụng vào các mục đích sinh hoạt, công cộng, hoặc vận chuyển đến vùng tiếp nhận xả thải Trong xu hướng hiện nay trên thế giới, biện pháp kiểm soát được dùng phổ biến rộng rãi là các biện pháp kiểm soát tại nguồn Đây là hình thức quản lý trong đó chủ yếu quy định lưu lượng và tốc độ dòng chảy, kiểm soát mức độ ô nhiễm trong nước mưa, hoặc ở các nguồn gần với nguồn nước mưa

Một số biện pháp có thể liệt kê như sau:

Giảm tới mức tối thiểu việc xây dựng các khu vực không có khả năng thấm

Giảm thiểu nước mưa chảy tràn trực tiếp tới các khu vực không thấm được

Xây dựng các vùng thấm lọc tự nhiên (Filter Strip và Swale)

a) Giảm thiểu diện tích không thấm nước:

Với xu hướng đô thị hoá như hiện nay, việc tăng diện tích bê tông hoá bề mặt là một điều tất yếu diễn ra Tuy nhiên, quá trình này đã làm tăng diện tích không thấm nước trên bề mặt, dẫn đến tăng lưu lượng cũng như tốc độ dòng chảy của dòng chảy tràn Do vậy, với mục đích giảm thiểu tối đa diện tích không thấm nước trong khu vực đô thị nhưng vẫn đảm bảo tốc độ đô thị hoá, đảm bảo nhu cầu về xây dựng hệ thống, cơ sở hạ tầng phục vụ phát triển đô thị, biện pháp được lựa chọn là dần thay đổi vật liệu xây dựng thông thường tại một số vị trí để tăng khả năng thấm bề mặt

Hình 2.2 : Vật liệu phủ bề mặt có khả năng thấm nước

Đối với các bề mặt thuộc sở hữu của cá nhân, các hình thức sân vườn, hoặc lối

đi có thể tận dụng tối đa thấm nước tự nhiên bằng mặt cỏ, đất phủ

Đối với các bề mặt là lối đi công cộng, ít có xe đi qua hoặc lề đường, có thể dùng vật liệu phủ có nhiều lỗ rỗng, có kết hợp lối đi và cỏ

Hình 2.3 : Bề mặt lối đi phủ vật liệu thấm nước

Đối với khu vực là lối đi hoặc bãi đậu xe, có thể dùng các vật liệu dễ thấm , nước mưa chảy tràn có thể thấm được dễ dàng xuống dưới, đi vào tầng nước ngầm hoặc được thu gom vào ống và hệ thống thoát nước Như vậy, có thể giảm được tối

đa lượng chảy tràn trên mặt đất, và tăng lượng nước mưa thẩm thấu được vào đất

Hình 2.4 : Bề mặt vỉa hè, đường đi bộ phủ vật liệu thấm nước

Hình 2.5 : Cấu tạo lớp vật liệu phủ thấm nước bề mặt bãi đậu xe ô tô

Hình 2.6 : Vật liệu phủ thấm nước bề mặt bãi đậu xe ô tô

b) Giảm thiểu lượng nước mưa chảy tràn xuống bề mặt không thấm nước:

Nước mưa từ trên mái của các công trình nhà ở, cao ốc, nhà máy…được thu gom vào đường ống, tận dụng tại chỗ lượng nước này cho các nhu cầu riêng hoặc theo đường ống chảy vào các hệ thống thoát nước, hạn chế lượng nước đổ xả tràn trên mặt đất

Trong trường hợp nước mưa từ mái không đi vào hệ thống thoát nước, hướng các dòng chảy về khu vực có bề mặt phủ có thể thấm được như bãi cỏ, hồ nước,

…Khi chảy qua các bãi cỏ, hoặc sân vườn, lưu lượng cũng như tốc độ dòng chảy của dòng chảy tràn sẽ được giảm đi

Với biện pháp này, lượng nước mưa được sử dụng tại chỗ cho các nhu cầu nội

bộ, tận dụng được nguồn nước có sẵn, giảm lượng tiêu thụ nước sạch Thêm vào đó, lưu lượng nước chảy tràn giảm, hệ thống thoát nước hoạt động hiệu quả hơn và giảm được mức độ ảnh hưởng gây ô nhiễm cho khu vực tiếp nhận

Hình 2.7 : Mô hình tận dụng nguồn nước mưa mái để tưới vườn