Luận văn thạc sĩ nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống thoát nước thành phố hải phòng

Sự cần thiết phải nghiên cứu đề tài Hiện nay việc nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống thoát nước và nước thải đang là mối quan tâm hàng đầu của thành phố Hải Phòng nhằm giải quyết

1

MỞ ĐẦU

1 Sự cần thiết phải nghiên cứu đề tài

Hiện nay việc nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống thoát nước và nước thải đang là mối quan tâm hàng đầu của thành phố Hải Phòng nhằm giải quyết các vấn đề ngập úng và vệ sinh môi trường Ngập úng gây ra tình trạng ách tắc giao thông, nhiều cơ sở sản xuất dịch vụ ngừng hoạt động, du lịch bị ngừng trệ, hàng hoá không thể lưu thông Hàng năm thiệt hại do ngập úng theo tính toán sơ bộ lên tới hàng nghìn tỷ đồng Việc nghiên cứu quy hoạch hệ thống thoát nước, triển khai

dự án đầu tư các công trình thoát nước ngay từ khi thiết kế đến khi thi công và đưa vào khai thác sử dụng phải luôn đáp ứng các yêu cầu ngày càng cao về chất lượng

và hiệu quả Tuy nhiên, hiện nay vẫn tồn tại những bất cập, chưa đáp ứng được nhu cầu về thoát nước thải và thoát nước mưa của thành phố Hải Phòng Vì vậy việc nghiên cứu tổng thể hệ thống thoát nước Hải Phòng để đưa ra các yêu cầu cụ thể, sát thực với thực tế nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống thoát nước thành phố Hải Phòng là cần thiết

2 Mục tiêu của đề tài

Luận văn tiến hành khảo sát, nghiên cứu, tìm hiểu các vấn đề về hiện trạng

hệ thống thoát nước ở Hải Phòng Nghiên cứu, đánh giá về tất cả các lĩnh vực như pháp lý, con người, kỹ thuật, tài chính có tác động đến lĩnh vực thoát nước và

đề xuất một số giải pháp nâng cao năng lực hoạt động của hệ thống thoát nước Hải Phòng

3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

- Hệ thống thoát nước của thành phố Hải Phòng

4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp kế thừa: Phương pháp này được áp dụng trong quá trình thu thập thông tin về các phương pháp, thực tiễn đã đạt được ở các đô thị trong và ngoài nước Trên cơ sở này sẽ tiến hành phân tích một cách có kế thừa những

ưu điểm, khắc phục những nhược điểm khi đề xuất phương án nâng cao hiệu quả hoạt động hệ thống thoát nước cho phù hợp với điều kiện đặc thù ở Hải Phòng

- Phương pháp phân tích số liệu, kiểm nghiệm thực tế: Khảo sát, thu thập

số liệu nhằm nắm được thực trạng vấn đề thoát nước của Hải Phòng: vấn đề nghiên cứu quy hoạch thoát nước; về chất lượng, hiệu quả các công trình thoát nước; về thu gom, xử lý, môi trường, cách quản lý, đặc điểm hệ thống thoát nước, hiệu quả thu phí thoát nước từ đó đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống thoát nước Hải Phòng

5 Đóng góp của luận văn

Luận văn ra đời trong bối cảnh việc giảm thiểu và tiến tới xóa bỏ hoàn toàn hiện tượng ngập úng sau mưa đang là vấn đề được ưu tiên hàng đầu của các đô thị

ở Việt Nam nói chung và thành phố Hải Phòng nói riêng Luận văn là tài liệu tham khảo đưa ra những giải pháp trong hầu hết các lĩnh vực liên quan, từ đó góp phần nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống thoát nước của thành phố Hải Phòng

3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC CỦA MỘT SỐ

NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.1 Tổng quan về hệ thống thoát nước một số nước trên thế giới

1.1.1 Quy hoạch và quản lý thoát nước ở Mỹ

Tiếp cận mới trong quy hoạch thu gom và xử lý nước thải ở Mỹ với các công trình xử lý nước thải tại chỗ và phân tán, lấy hộ gia đình làm trung tâm là vòng đầu tiên trong dịch vụ quản lý vệ sinh Vòng tiếp theo là nhóm hộ hoặc cụm dân cư nơi có liên hệ với nhau trong dịch vụ vệ sinh hàng ngày Với những ý tưởng lồng ghép thống nhất hệ thống quản lý Nhà nước về thu gom và xử lý nước thải riêng biệt của các khu chức năng trong đô thị (khu nhà ở, khu công nghiệp) Thu hồi chất hữu cơ để sử dụng lại trong cải tạo đất nước (phân ủ, khí sinh học, phân bón…) Nước thải trong các hộ gia đình được thu gom theo 4 dạng riêng: (1) Nước thải có chứa phân (nước đen); (2) Nước tiểu; (3) Nước từ nhà bếp; (4) Nước từ tắm giặt (nước xám) Đối với thành phố lớn đã được đô thị hoá có thể áp dụng công nghệ này là chưa thích hợp, nhưng nếu sử dụng cho các đô thị mới, quy mô nhỏ, thưa dân cư, hoặc tiêu chuẩn dùng nước thấp thì rất thích hợp Đối với nước mưa được thu từ mái nhà được dẫn nước vào hệ thống thu và tái sử dụng hoặc cho thấm vào đất, bổ cập cho nước ngầm Đây là yếu tố đáng quan tâm, lại có tính khả thi cao, rất thích hợp với các đô thị vùng nhiệt đới, cần đề ra trong chiến lược xây dựng và phát triển đô thị tại tất cả các thành phố

Nước Mỹ đã xây dựng hoàn chỉnh hệ thống thoát nước và xử lý nước thải ở các đô thị nhất là các vùng đô thị lớn như New York, California, Washington Mỹ

là nước đã áp dụng CNTT sớm nhất vào việc thiết kế, tính toán hệ thống cấp thoát nước với các chương trình tính thuỷ lực mạng lưới đường ống thoát nước như: EPANET, PCSWNN, MAUS Trong HTNT, Mỹ cũng nghiên cứu khá sâu về hệ số thấm nước thải Theo nghiên cứu về kỹ thuật thoát nước và xử lý nước thải do GS George Tchobanoglous trường Đại học California thì nước thấm vào HTNT qua các nắp giếng thăm, giếng kiểm tra, qua mối nối, dao động từ 10% đến 15% [12]

1.1.2 Hệ thống thoát nước ở thành phố Hamburg - CHLB Đức

Đức là một nước có nền công nghiệp phát triển sớm, đã gây ra ô nhiễm môi trường trầm trọng Thành phố Hamburg có trên 1.75 triệu dân, có dòng sông, Elbe chảy qua thành phố với bề rộng 300 - 500m, dài 90km, thành phố nằm trong vùng ảnh hưởng của thuỷ triều Công tác xây dựng công trình thoát nước đã bắt đầu từ những năm 1840 với hệ thống cống chung Sau này xây dựng hệ thống cống riêng cho khu vực mới phát triển Hệ thống thoát nước được xây dựng đầy đủ với chiều dài 4.400km đường cống Hệ thống bao gồm 5 trạm xử lý nước thải, 87 trạm bơm,

72 km cống áp lực, 52 km2 hồ điều hòa Nước thải được xử lý sinh học theo kiểu phân tán [13]

Hình1.1: Thành phố Hamburg - CHLB Đức

1.1.3 Thoát nước và quản lý thoát nước ở Trung Quốc

Trước năm 1949, Trung Quốc đã xây dựng hệ thống thoát nước tại các thành phố như Thượng Hải, Hồng Kông, Macao theo kiểu HTTN và XLNT của Châu

Âu, còn các thành phố Bắc Kinh, Nam Kinh, Vũ Hán, Tòng Châu, Nam Ninh

5

chỉ có hệ thống thoát nước chung, chủ yếu thoát nước mưa Sau năm 1949 nước Cộng hoà nhân dân Trung Hoa thành lập thì các thành phố được xây dựng hệ thống thoát nước theo kiểu của Liên Xô cũ (các thành phố Hồng Kông, Macao vẫn theo công nghệ Châu Âu còn thành phố Đài Bắc thì xây dựng theo công nghệ Mỹ) Các tiêu chuẩn, tài liệu về thiết kế hệ thống thoát nước chủ yếu tham khảo tài liệu của Liên Xô

Hiện nay các thành phố, các vùng trọng điểm kinh tế của Trung Quốc có quy mô dân số khoảng 20 triệu đến 30 triệu người đã xây dựng HTTN và XLNT tương đổi hoàn chỉnh

Vùng thủ đô Bắc Kinh là vùng khan hiếm nguồn nước, ở đây không có con sông lớn đáng kể nào chảy qua Để đáp ứng các tiêu chí về phát triển bền vững Trung Quốc đã xây dựng các HTXLNT ở Bắc Kinh theo mô hình thí điểm sử dụng lại nước thải đã được xử lý để tưới cây xanh thành phố nhằm mục đích tiết kiệm nước Nhà máy nước Bắc Kinh có công suất thiết kế là 2.269.000m3

/ngày, tuy tổng

số nước thải được xử lý khoảng 1.000.000m3/ngày Đây là đặc điểm chung của các nước như Trung Quốc, ASEAN vì tỷ lệ nước thải được xử lý chỉ đạt 70%

Thoát nước thành phố Thượng Hải - Với dân số gần 20 triệu người, nhà máy nước công suất thiết kế là 5.600.000m3/ngày Hướng thoát nước chính của thành phố Thượng Hải chảy vào lưu vực sông Hoàng Phố Tốc độ phát triển của Thượng Hải khá nhanh nên các nhà máy XLNT đã quy hoạch trước nay nằm rải rác trong thành phố, vì vậy Thượng Hải đặc biệt quan tâm đến vành đai bảo vệ môi trường của các HTXLNT Các khu công nghiệp ở Thượng Hải chiếm vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân nên toàn bộ nước thải công nghiệp đều được xử lý đạt tiêu chuẩn xả ra nguồn nước tiếp nhận theo tiêu chuẩn Trung Quốc [14]

1.1.4 Thoát nước ở thủ đô Tokyo - Nhật Bản

Hệ thống thoát nước dưới lòng Tokyo Nhật Bản là hệ thống cống ngầm lớn nhất thế giới với những giếng đứng khổng lồ và hơn 70 máy bơm công suất lớn Điểm nhấn ấn tượng nhất của hệ thống là bể chứa nước điều áp được mệnh danh là

"Cung điện dưới lòng đất", công trình được xây dựng sâu 22m dưới lòng đất với

kích thước khổng lồ: dài 177m, rộng 78m, cao 25,4m: gồm 59 trụ BTCT, mỗi trụ

có thể đỡ được 500 tấn trọng lượng trần nhà

Hình 1.2 Hệ thống thoát nước được xây dựng dưới một sân bóng đá và công viên ở ngoại ô Tokyo; được khởi công năm 1992, hoàn thành năm 2009

Hình 1.3 Sơ đồ hoạt động của hệ thống cống ngầm Tokyo

7

Hệ thống cống ngầm gồm 5 giếng đứng bê tông lớn, cao 65m, đường kính 32m, nối với nhau bằng hệ thống đường hầm dài 64km

Sau các trận bão lớn, các giếng đứng như những vòi hút khổng lồ, thu nước từ

hệ thống cống thoát nước và các dòng sông chính ở Tokyo qua hệ thống đường hầm trước khi xả ra sông Edo nhờ 78 máy bơm công suất lớn có khả năng bơm 200.000 lít nước 1 giây

Hệ thống thoát nước này bảo vệ Tokyo khỏi các trận lụt Đây cũng trở thành điểm tham quan thú vị thu hút khách du lịch đến Tokyo.[15]

1.1.5 Thoát nước và quản lý thoát nước ở Bangkok - Thái Lan

Thoát nước và xử lý nước thải ở Thái Lan có tính chất vùng chủ yếu là vùng thủ đô Bangkok, còn các thành phố khác có quy mô nhỏ tương tự như Việt Nam Bangkok - Thủ đô của Thái Lan - nằm ở đồng bằng sông Chao Prây và kéo dài tới vịnh Thái Lan với tổng diện tích 1.569km2 Năm 1999, số dân của Bangkok là 7,5 triệu người HTTN của thành phố này được quy hoạch và thiết kế trên cơ sở hệ thống kênh đào Các con kênh dẫn nước ra sông Chao Prây Bangkok có 1.145 kênh với tổng chiều dài xấp xỉ 2.316 km Kênh có chiều rộng từ 3 - 50m, trong đó có 54 kênh có chiều rộng lớn hơn 20m Do có địa hình thấp nên nhiều khu vực của Bangkok dễ bị ngập lụt

Bangkok có 7 nhà máy XLNT tập trung với tổng công suất 992.000m3/ngày trên tổng diện tích lưu vực 191,17km2 Toàn thành phố có khoảng 1.000 km cống

Hệ thống cấp thoát nước của vùng thủ đô Bangkok được xây dựng và phát triển mạnh nhất là năm 1975 do đầu tư của Mỹ, các nước Tây Âu và Nhật Bản Vì vậy công nghiệp cấp thoát nước và xử lý nước thải cũng là công nghệ Mỹ, Nhật [16]

1.2 Tổng quan hệ thống thoát nước của một số tỉnh, thành ở Việt Nam 1.2.1 Hiện trạng hệ thống thoát nước ở Hà Nội

Hệ thống thoát nước của thành phố Hà Nội là hệ thống thoát nước chung bao gồm: Cống ngầm, mương hở, kết hợp cống ngầm với mương hở

+ Hệ thống cống ngầm: Nội thị cũ trước 1954 có chiều dài 74km cống ngầm với kích thước từ 400 đến 1500mm, đạt 69m/ha Sau 1954 đến nay đã xây dựng thêm 134km kích thước từ 400 đến 2000mm và cống bản

+ Hệ thống mương hở kết hợp cống ngầm: Khu Kim Liên, Trung Tự, Giảng

Võ, Thành Công, Trương Định

+ Hệ thống mương hở: Khu Dịch Vọng, cầu Diễn, Chèm, Đông Anh, Gia Lâm, trục đường 32, Thanh Trì, Từ Liêm

Mặc dù tại Hà Nội có rất nhiều ao hồ điều hòa, nhưng mỗi khi xảy ra các trận mưa trên 100mm vẫn bị úng trên 100 điểm Nguyên nhân gây úng ngập cục bộ và úng ngập những khu vực trũng có địa hình thấp, cống bị tắc, kích thước đường cống quá nhỏ hoặc các đường xung quanh khu vực cao hơn địa hình bên trong Hiện nay Công ty thoát nước Hà Nội quản lý 318km mương cống, trong đó có 178,28 km cống thuộc gói thầu CP2 và 24,7 km cống từ các dự án khác [17]

1.2.2 Hiện trạng HTTN và công tác quản lý HTTN thành phố Hải Dương

- Hiện trạng hệ thống thoát nước

Thành phố Hải Dương sử dụng hệ thống thoát nước chung, kết cấu cống ngầm, mương xây hở với tổng chiều dài khoảng 40km (trong đó gần 5km đi ngầm xây dựng từ thời Pháp thuộc với kích thước D500mm đến D1500mm; gần 35km cống D300mm - D400mm được xây dựng sau này

Cao độ thành phố Hải Dương thấp hơn mực nước sông về mùa mưa vì vậy mùa mưa phải bơm cưỡng bức ra các sông Sặt, sông Thái Bình Các hồ điều hòa và các trạm bơm tiêu đóng vai trò quan trọng cho công tác thoát nước của Hải Dương Khi mực nước sông Sặt và sông Thái Bình, nước thoát tự chảy ra còn khi mực nước sông Thái Bình cao về mùa mưa, nước thoát tập trung vào các hồ trong thành phố và được bơm ra sông Thái Bình nhờ trạm bơm Ngọc Châu có công suất 40.000

m3/giờ Với việc được cải tạo và nâng cấp trạm bơm Ngọc Châu, công tác thoát nước cho Hải Dương tương đối tốt chỉ cần bổ sung đủ chiều dài cống và bảo dưỡng định kỳ toàn hệ thống là có thể đảm bảo tiêu thoát nước

9

Tỷ lệ dân được sử dụng hệ thống thoát nước 50%, tương đương tỷ lệ cống mới đạt 0,23 km cống/ l km đường

Thành phố Hải Dương có dự án thoát nước đang chuẩn bị triển khai, tổng vốn đầu tư hàng triệu EUR Dự án sẽ xây dựng 50km cống, 1 trạm xử lý nước thải 15.000m3/ngày đêm [18]

1.3 Tổng quan về tình hình thoát nước của thành phố Hải Phòng

1.3.1 Điều kiện tự nhiên của thành phố Hải Phòng

Hải Phòng còn được gọi là Thành phố Hoa phượng đỏ, là một thành phố cảng lớn nhất phía Bắc và công nghiệp ở miền Bắc Việt Nam nằm trong vùng duyên hải Bắc bộ Hải Phòng là thành phố lớn thứ 3 của Việt Nam sau thành phố

Hồ Chí Minh và Hà Nội

Thành phố có vị trí quan trọng về kinh tế, xã hội và an ninh, quốc phòng của vùng Bắc Bộ và cả nước, trên hai hành lang - một vành đai hợp tác kinh tế Việt Nam - Trung Quốc

Hải Phòng là đầu mối giao thông đường biển phía Bắc Với lợi thế cảng nước sâu nên vận tải biển rất phát triển, đồng thời là một trong những động lực tăng trưởng của vùng kinh tế trọng điểm Bắc bộ Là Trung tâm kinh tế - khoa học - kỹ thuật tổng hợp của Vùng duyên hải Bắc Bộ và là một trong 2 trung tâm phát triển của vùng kinh tế trọng điểm Bắc bộ

Hải Phòng có nhiều khu công nghiệp, thương mại lớn và trung tâm dịch vụ,

du lịch, giáo dục, y tế và thủy sản của vùng duyên hải Bắc bộ Việt Nam Hải Phòng là một cực tăng trưởng của tam giác kinh tế trọng điểm phía Bắc gồm

Hà Nội, Hải Phòng và Quảng Ninh, nằm ngoài Quy hoạch vùng thủ đô Hà Nội Hải Phòng còn giữ vị trí tiền trạm của miền Bắc, nơi đặt trụ sở của bộ tư lệnh quân khu 3 và Bộ tư lệnh Hải quân Việt Nam

(Nguồn: UBND thành phố Hải Phòng)

a) Vị trí địa lý

Hải Phòng là thành phố duyên hải nằm ở hạ lưu của hệ thống sông Thái Bình thuộc đồng bằng sông Hồng, phía Bắc và Đông Bắc giáp tỉnh Quảng Ninh, phía Tây Bắc giáp tỉnh Hải Dương, phía Tây Nam giáp tỉnh Thái Bình và phía Đông là biển Đông với đường bờ biển dài 125km, nơi có 5 cửa sông lớn là Bạch Đằng, Cửa Cấm, Lạch Tray, Văn Úc và Thái Bình

Diện tích tự nhiên là 1.507,57 km2, tính đến tháng 12/2011, dân số Hải Phòng tính đến tháng 12 năm 2011 là 1.907.705 người, trong đó dân cư thành thị chiếm 46,1% và dân cư nông thôn chiếm 53,9%, là thành phố đông dân thứ 3 ở Việt Nam, sau Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh

Hải Phòng ngày nay là thành phố trực thuộc Trung ương - đô thị loại 1 trung tâm cấp quốc gia gồm 7 quận (Ngô Quyền, Hồng Bàng, Lê Chân, Dương Kinh, Đồ Sơn, Kiến An và Hải An), 6 huyện ngoại thành (Thuỷ Nguyên, Hải An, An Lão, Kiến Thụy, Tiên Lãng, Vĩnh Bảo) và 2 huyện đảo (Cát Hải, Bạch Long Vĩ) với

223 xã, phường và thị trấn

Hải Phòng từ lâu đã nổi tiếng là một cảng biển lớn nhất ở miền Bắc, một đầu mối giao thông quan trọng với hệ thống giao thông thuỷ, bộ, đường sắt, hàng không trong nước và quốc tế, là cửa ngõ chính ra biển của thủ đô Hà Nội và các tỉnh phía Bắc; là đầu mối giao thông quan trọng của Vùng Kinh tế trọng điểm Bắc

Bộ, trên hai hành lang - một vành đai hợp tác kinh tế Việt Nam - Trung Quốc Chính vì vậy, trong chiến lược phát triển kinh tế - xã hội vùng châu thổ sông Hồng, Hải Phòng được xác định là một cực tăng trưởng của vùng kinh tế động lực phía Bắc (Hà Nội – Hải Phòng – Quảng Ninh); là Trung tâm kinh tế - khoa học - kỹ thuật tổng hợp của Vùng duyên hải Bắc Bộ và là một trong những trung tâm phát triển của Vùng Kinh tế trọng điểm Bắc Bộ và cả nước

b) Sông ngo ̀i

Hải Phòng có mạng lưới sông ngòi dày đặc, mật độ trung bình từ 0,6 - 0,8

km trên 1km2 Phía Bắc là ranh giới với tỉnh Quảng Ninh có sông Đá Bạc nối