Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Thị trấn Thứa đóng vai trò là trung tâm kinh tế, chính trị và văn hóa của huyện Lương Tài, tỉnh Bắc Ninh. Cùng với sự hình thành và mở rộng của Cụm công nghiệp Táo Đôi và tốc độ đô thị hóa gia tăng, nhu cầu sử dụng nước sạch phục vụ đời sống của cụm dân cư thị trấn Thứa ngày càng trở nên cấp thiết. Theo số liệu thống kê năm 2012, dân số toàn huyện đạt 98.250 người, trong đó khu vực thành thị tập trung tại thị trấn Thứa là 8.250 người. Hoạt động khai thác nước sinh hoạt tại đây chủ yếu mang tính tự phát, quy mô hộ gia đình qua giếng khoan Unicef hoặc giếng khơi. Nguồn nước mặt trên các kênh rạch nội đồng và sông Thứa chịu tác động ô nhiễm hữu cơ, amoni và nitơ từ nước thải sinh hoạt và công nghiệp; trong khi đó, nguồn nước dưới đất tầng nông ($qh$) phần lớn bị nhiễm mặn và nhiễm vi sinh vật (chỉ số Coliform vượt quy chuẩn), còn tầng trầm tích sâu ($qp_1$) có diện tích nhiễm mặn chiếm phần lớn địa bàn huyện. Thực trạng này đặt ra yêu cầu phải đánh giá khoa học hiện trạng tài nguyên nước và thiết kế hệ thống cấp nước tập trung, kiểm soát chất lượng đạt chuẩn vệ sinh.
Mục tiêu nghiên cứu của đồ án được xác định rõ:
- Đánh giá tổng quan điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và tiềm năng tài nguyên nước (nước mưa, nước mặt, nước dưới đất) trên địa bàn huyện Lương Tài, tỉnh Bắc Ninh.
- Khảo sát hiện trạng khai thác và đánh giá chất lượng nguồn nước ngầm phục vụ cấp nước sinh hoạt tại khu vực thị trấn Thứa.
- Lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý thích hợp và tính toán thiết kế chi tiết các hạng mục công trình đơn vị thuộc hệ thống khai thác, xử lý nước cấp sinh hoạt cho cụm dân cư thị trấn Thứa với công suất $800\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$.
- Lập dự toán kinh tế xây dựng, chi phí mua sắm thiết bị chính, xác định giá thành sản xuất $1\text{ m}^3$ nước sạch thương phẩm và xây dựng tiến độ thi công công trình.
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là đặc điểm sinh thái, tài nguyên nước huyện Lương Tài và hệ thống kỹ thuật công trình thu nước, xử lý nước ngầm thành nước sạch sinh hoạt. Phạm vi không gian nghiên cứu bao quát toàn bộ huyện Lương Tài ($101,2\text{ km}^2$), trọng tâm thiết kế đặt tại thị trấn Thứa (tọa độ địa lý từ $20^\circ 57'51''$ đến $21^\circ 15'50''$ vĩ độ Bắc; từ $105^\circ 54'14''$ đến $106^\circ 18'28''$ kinh độ Đông). Phạm vi thời gian nghiên cứu sử dụng chuỗi số liệu quan trắc khí tượng thủy văn giai đoạn 1960–2011, số liệu niên giám thống kê giai đoạn 2000–2012 và quy hoạch tài nguyên nước năm 2013; thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp là 3 tháng.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết của đồ án dựa trên các nguyên lý kỹ thuật xử lý nước thiên nhiên cấp cho sinh hoạt và công nghiệp. Bản chất hóa lý của quá trình xử lý nước ngầm yếm khí chứa hàm lượng sắt và mangan hòa tan dựa trên phản ứng oxy hóa sắt hóa trị hai $\text{Fe}^{2+}$ thành sắt hóa trị ba $\text{Fe}^{3+}$ bằng oxy không khí qua quá trình làm thoáng:
$$2\text{Fe}(\text{HCO}_3)_2 + 0,5\text{O}_2 + \text{H}_2\text{O} = 2\text{Fe}(\text{OH})_3\downarrow + 4\text{CO}_2$$
Quá trình này giải phóng khí $\text{CO}_2$ tự do làm tăng độ $\text{pH}$ của nước, tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng thủy phân tạo bông cặn keo $\text{Fe}(\text{OH})_3$. Bông cặn sau đó được giữ lại trên bề mặt và trong các lỗ rỗng của lớp vật liệu lọc cát thạch anh ở bể lọc nhanh trọng lực. Khâu khử trùng cuối cùng sử dụng hóa chất Clo để tiêu diệt các vi khuẩn, vi rút gây bệnh đường ruột ($\textit{Shigella spp}$, $\textit{Salmonella typhii}$, $\textit{Vibrio cholerae}$) và vi khuẩn chỉ thị $\textit{E. coli}$.
Các văn bản pháp luật, tiêu chuẩn và quy chuẩn kỹ thuật áp dụng trong đồ án gồm:
- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước dưới đất: QCVN 09:2008/BTNMT.
- Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam: TCXDVN 33-2006 (Cấp nước - Mạng lưới đường ống và công trình - Tiêu chuẩn thiết kế).
- Đơn giá xây dựng cơ bản tỉnh Bắc Ninh năm 2013 và các thông tư hướng dẫn của Bộ Xây dựng.
Phương pháp nghiên cứu thực tế bao gồm:
-
Phương pháp thu thập, tổng hợp và xử lý số liệu thứ cấp: Tập hợp chuỗi số liệu khí hậu, thủy văn, địa chất công trình, địa chất thủy văn và niên giám thống kê phát triển kinh tế - xã hội.
-
Phương pháp tính toán lượng mưa bình quân lưu vực theo đường đẳng trị:
$$\bar{X} = \frac{1}{F}\sum_{i=1}^n \frac{X_i + X_{i+1}}{2} f_i$$
-
Phương pháp mô hình hóa thủy lực và dòng chảy: Ứng dụng kết quả mô phỏng mạng thủy lực sông Hồng – Thái Bình bằng mô hình MIKE 11 để xác định lưu lượng nước đến sông Thái Bình tại vị trí vào huyện Lương Tài; sử dụng mô hình toán NAM để mô phỏng dòng chảy sinh ra do mưa trên địa bàn huyện với tần suất nước ít $P = 85%$.
-
Phương pháp hút nước thí nghiệm địa chất thủy văn: Đánh giá các thông số tầng chứa nước gồm lưu lượng ($Q$), độ hạ thấp mực nước ($S$), tỷ lưu lượng ($q$), hệ số dẫn nước ($Km$) và độ tổng khoáng hóa ($M$).
-
Phương pháp tính toán kỹ thuật công trình và dự toán kinh tế: Tính toán kích thước hình học, thủy lực các công trình đơn vị và khai toán đơn giá sản xuất nước sạch.
Nguồn dữ liệu thực nghiệm và thứ cấp được trích xuất từ: Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc gia; Báo cáo thuyết minh quy hoạch khai thác, sử dụng tài nguyên nước huyện Lương Tài năm 2013; Báo cáo tổng kết Dự án "Điều tra, đánh giá tài nguyên nước mặt tỉnh Bắc Ninh"; Niên giám thống kê tỉnh Bắc Ninh năm 2013.
Thiết kế và triển khai công trình kỹ thuật
Đồ án triển khai thiết kế hệ thống khai thác và xử lý nước cấp sinh hoạt cho cụm dân cư thị trấn Thứa với công suất định mức $800\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$.
Dây chuyền công nghệ được lựa chọn theo nguyên lý dòng chảy liên tục:
- Công trình thu nước ngầm và Trạm bơm cấp 1: Khai thác nước dưới đất từ hệ thống giếng khoan sâu vào tầng chứa nước $qp_1$, sử dụng bơm chìm vận chuyển nước thô qua tuyến ống áp lực lên giàn mưa làm thoáng.
- Giàn mưa làm thoáng: Kết cấu dàn phun mưa tiếp xúc trực tiếp với không khí tự nhiên để làm giàu oxy hòa tan cho nước, khử khí $\text{CO}_2$ tự do, thúc đẩy quá trình oxy hóa $\text{Fe}^{2+}$ và $\text{Mn}^{2+}$ thành dạng kết tủa hydroxit.
- Cụm bể lọc nhanh trọng lực: Nước sau làm thoáng được phân phối vào các ngăn bể lọc nhanh sử dụng vật liệu cát thạch anh có kích thước hạt tuyển chọn, đặt trên các lớp sỏi đỡ chịu lực. Nước qua màng lọc giữ lại toàn bộ cặn lơ lửng và bùn sắt, độ đục sau lọc đạt tiêu chuẩn nước sạch sinh hoạt. Định kỳ rửa lọc bằng hệ thống phân phối gió và nước rửa ngược.
- Hệ thống định lượng và châm Clo khử trùng: Nhà hóa chất trang bị thiết bị định lượng Clo châm trực tiếp vào đường ống dẫn nước sau lọc trên đường vào bể chứa nước sạch nhằm tiêu diệt mầm bệnh và duy trì lượng clo dư bảo vệ đường ống.
- Bể chứa nước sạch: Kết cấu bê tông cốt thép, dung tích tính toán bao gồm dung tích điều hòa giữa chế độ làm việc của Trạm bơm cấp 1 và Trạm bơm cấp 2, dung tích dự trữ nước chữa cháy trong 3 giờ liên tục và lượng nước dùng cho nhu cầu tự dùng của nhà máy (chủ yếu là nước rửa bể lọc).
- Trạm bơm cấp 2: Gồm tổ máy bơm ly tâm trục ngang đặt trên bệ máy, hút nước sạch từ bể chứa và đẩy vào mạng lưới đường ống phân phối đến các hộ tiêu thụ tại thị trấn Thứa theo biểu đồ dùng nước ngày lớn nhất.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực Lương Tài – Bắc Ninh
Chương này tổng hợp các yếu tố tự nhiên, địa mạo, khí hậu, mạng lưới sông ngòi, hiện trạng kinh tế - xã hội và đánh giá trữ lượng các nguồn nước:
- Điều kiện tự nhiên và khí hậu: Địa hình đồng bằng tương đối bằng phẳng, cao độ trung bình $+2,0\text{ m}$, dốc nghiêng từ Tây Bắc xuống Đông Nam. Khí hậu nhiệt đới gió mùa: nhiệt độ trung bình năm $23 - 27^\circ\text{C}$ (tháng nóng nhất là tháng VI và VII đạt $28 - 33^\circ\text{C}$, tháng lạnh nhất là tháng I từ $16 - 20^\circ\text{C}$); tổng số giờ nắng trạm Bắc Ninh đạt $1660,1\text{ giờ/năm}$; bốc hơi trung bình nhiều năm đạt $950 - 990\text{ mm/năm}$. Mùa mưa kéo dài từ tháng V đến tháng X, chiếm $83 - 86%$ tổng lượng mưa cả năm; lượng mưa trung bình năm tại trạm Thứa là $1449,5\text{ mm}$.
- Hệ thống thủy văn mặt: Mật độ lưới sông đạt $1 - 1,2\text{ km/km}^2$. Các trục thủy văn chính gồm sông Thái Bình (đoạn qua Bắc Ninh dài $17\text{ km}$), sông Ngụ ($19,4\text{ km}$), sông Đồng Khởi ($7,6\text{ km}$), sông Đông Côi - Đại Quảng Bình ($23,8\text{ km}$), sông Bùi ($14,5\text{ km}$) và sông Thứa.
| STT |
Nguồn tài nguyên nước mặt |
Khối lượng trữ lượng ($10^6\text{ m}^3/\text{năm}$) |
Tỷ lệ (%) |
| 1 |
Hệ thống ao hồ nội đồng |
0,89 |
0,003 |
| 2 |
Dòng chảy sinh ra do mưa ($P=85%$) |
46,79 |
0,160 |
| 3 |
Nguồn nước đến từ sông Thái Bình ($P=85%$) |
29.127,97 |
99,837 |
| Tổng |
Tổng lượng nước mặt |
29.175,65 |
100,0 |
- Tài nguyên nước mưa: Tổng lượng nước mưa rơi trên toàn huyện ($105,66\text{ km}^2$) tính theo đường đẳng trị đạt $148,31\text{ triệu m}^3/\text{năm}$, phân bổ cho 3 vùng: Bình Định - Phú Hòa ($83,79\text{ triệu m}^3$), Trung Kênh - Lai Hạ ($34,13\text{ triệu m}^3$), Minh Tân - Phú Lương ($30,38\text{ triệu m}^3$).
- Đặc điểm địa chất và nước dưới đất: Địa tầng gồm hệ tầng Hòn Gai ($T_3^{n-r}hg$), hệ tầng Hải Hưng ($Q_{2}^{1-2}hh$), hệ tầng Thái Bình ($Q_2^2tb$), hệ tầng Vĩnh Phúc ($Q_1^2vp$) và hệ tầng Hà Nội ($Q_{1}^{1-2}hn$). Tầng chứa nước lỗ hổng Holocen ($qh$) có bề dày trung bình $3,2\text{ m}$, phân bố ven sông Thái Bình khoảng $3\text{ km}^2$, phần lớn bị nhiễm mặn ($M > 1000\text{ mg/l}$). Tầng chứa nước Pleistocen ($qp_1$) có bề dày trung bình $13,4\text{ m}$, độ sâu mái trung bình $30,8\text{ m}$.
| Chỉ tiêu địa chất thủy văn tầng $qp_1$ |
Giá trị nhỏ nhất |
Giá trị lớn nhất |
Giá trị trung bình |
| Lưu lượng khai thác thử nghiệm $Q$ ($\text{l/s}$) |
0,06 |
18,43 |
9,35 |
| Độ hạ thấp mực nước $S$ ($\text{m}$) |
1,69 |
18,00 |
8,34 |
| Tỷ lưu lượng $q$ ($\text{l/sm}$) |
0,42 |
6,40 |
2,76 |
| Hệ số dẫn nước $Km$ ($\text{m}^2/\text{ngày}$) |
101,0 |
1457,0 |
736,0 |
| Độ tổng khoáng hóa $M$ ($\text{g/l}$) |
0,00 |
7,67 |
1,48 |
Trữ lượng tiềm năng nước dưới đất toàn huyện đạt $98.130\text{ m}^3/\text{ngày}$ (vùng Bình Định - Phú Hòa: $31.180\text{ m}^3/\text{ngày}$; Trung Kênh - Lai Hạ: $41.600\text{ m}^3/\text{ngày}$; Minh Tân - Phú Lương: $25.350\text{ m}^3/\text{ngày}$).
Chương 2: Tổng quan về cấp nước và các biện pháp xử lý nước cấp
Chương này hệ thống hóa cơ sở lý luận chuyên ngành về cấp nước:
- Khái quát vai trò của nước cấp: Nhu cầu trao đổi chất của cơ thể người từ $3 - 10\text{ lít/người/ngày}$; dẫn chứng số liệu của Liên Hợp Quốc về 1/3 điểm dân cư thiếu nước sạch, hàng năm có 500 triệu người mắc bệnh và 10 triệu người tử vong (đa số là trẻ em), trong đó 80% trường hợp mắc bệnh tại các nước đang phát triển xuất phát từ ô nhiễm nguồn nước.
- So sánh tính chất các nguồn cấp: Nước mặt chứa nhiều chất lơ lửng, độ đục $20 - 100\text{ NTU}$ (mùa lũ lên tới $500 - 600\text{ NTU}$), giàu oxy hòa tan nhưng dễ bị ô nhiễm hữu cơ và vi sinh. Nước ngầm có nhiệt độ và thành phần hóa học ổn định, độ đục thấp, nghèo oxy nhưng thường chứa $\text{Fe}^{2+}$, $\text{Mn}^{2+}$, khí $\text{CO}_2$, $\text{H}_2\text{S}$ và độ cứng cao. Nước mưa thiếu khoáng chất và phụ thuộc theo mùa.
- Phân tích chi tiết các chỉ tiêu chất lượng: Các chỉ tiêu vật lý (độ màu Pt-Co, độ đục NTU, mùi vị, độ nhớt, độ dẫn điện, phóng xạ $\alpha$ và $\beta$); các chỉ tiêu hóa học (độ cứng carbonat/phi carbonat, $\text{pH}$, độ kiềm $m$ và $p$, nhu cầu oxy hóa $\text{KMnO}_4$, $\text{Cl}^-$, $\text{SO}_4^{2-}$, hàm lượng sắt, mangan, iot, fluo, khí hòa tan); chỉ tiêu vi sinh vật gây bệnh đường ruột và vi khuẩn chỉ thị $\textit{E. coli}$.
- Giới thiệu các công nghệ xử lý nước ngầm: Công trình thu nước ngầm (giếng khoan), quá trình làm thoáng khử sắt và mangan, công nghệ làm mềm nước, quá trình lắng cặn, quá trình lọc và quy chuẩn chất lượng nước ăn uống sinh hoạt.
Chương 3: Hiện trạng khai thác nước thị trấn Thứa và đề xuất công nghệ xử lý
- Đánh giá hiện trạng: Nhu cầu dùng nước đô thị tại thị trấn Thứa tăng cao do sự phát triển dân cư và Cụm công nghiệp Táo Đôi ($14,5\text{ ha}$, tỷ lệ lấp đầy $75%$). Nguồn nước sinh hoạt hiện tại thiếu quy hoạch, người dân chủ yếu tự khai thác nước ngầm tầng nông chưa qua xử lý đầy đủ.
- Chất lượng nước ngầm khu vực: Nước có hàm lượng sắt cần phải khử, chỉ số vi sinh vật tiềm ẩn nguy cơ gây bệnh nếu không khử trùng.
- Đề xuất dây chuyền công nghệ trạm cấp nước công suất $800\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$: Giếng khoan khai thác (Trạm bơm cấp 1) $\rightarrow$ Giàn mưa làm thoáng $\rightarrow$ Cụm bể lọc nhanh $\rightarrow$ Khử trùng Clo $\rightarrow$ Bể chứa nước sạch $\rightarrow$ Trạm bơm cấp 2 $\rightarrow$ Mạng lưới phân phối.
Chương 4: Tính toán thiết kế các công trình đơn vị
Chương này thực hiện toàn bộ các bước tính toán thủy lực và kết cấu công nghệ cho trạm xử lý:
- Trạm bơm cấp 1 và giếng khoan: Tính toán số lượng giếng khoan khai thác, chiều sâu và đường kính ống vách, ống lọc; xác định lưu lượng giếng và lựa chọn máy bơm chìm đặt trong giếng; tính toán tổn thất áp lực trong đường ống theo vận tốc kinh tế quy định tại TCXDVN 33-2006.
- Thiết kế giàn mưa: Tính toán lưu lượng tưới, diện tích bề mặt sàn giàn mưa, hệ thống ống phân phối nước có đục lỗ tạo mưa, máng thu nước làm thoáng đảm bảo thời gian tiếp xúc oxy hòa tan.
- Tính toán bể lọc nhanh: Lựa chọn vật liệu lọc cát thạch anh và các lớp sỏi đỡ phân tầng (chiều cao lớp đỡ, cỡ hạt); xác định số ngăn bể lọc, diện tích mỗi ngăn, vận tốc lọc ở chế độ làm việc bình thường và chế độ tăng cường khi rửa một bể; tính toán hệ thống phân phối nước và gió rửa ngược, máng thu nước rửa lọc.
- Tính toán khử trùng bằng Clo: Xác định liều lượng Clo hoạt tính tính toán, lượng Clo tiêu thụ hàng ngày, lựa chọn thiết bị định lượng Clo (clorator) và thiết kế mặt bằng cấu tạo nhà trạm Clo an toàn.
- Tính toán bể chứa nước sạch: Tính toán dung tích điều hòa dòng chảy, dung tích dự trữ nước chữa cháy 3 giờ, dung tích nước rửa bể lọc; thiết kế đường kính ống dẫn nước vào, ống dẫn nước ra, ống tràn và rốn thu xả cặn.
- Tính toán Trạm bơm cấp 2: Lập biểu đồ dùng nước theo giờ trong ngày của thị trấn Thứa; tính toán chọn máy bơm ly tâm trục ngang, tính đường kính ống hút, đường kính ống đẩy và cột áp công tác của trạm bơm.
Chương 5: Dự toán kinh tế và thời gian thi công
Chương này lượng hóa toàn bộ chi phí tài chính cho dự án:
- Cơ sở lập dự toán: Áp dụng hệ thống đơn giá xây dựng tỉnh Bắc Ninh năm 2013 và các chế độ chính sách hiện hành của Bộ Xây dựng.
- Dự toán chi phí xây lắp các hạng mục: Tính toán chi phí xây dựng lỗ khoan khai thác, chi phí xây dựng giàn mưa bê tông cốt thép, chi phí xây dựng bể lọc nhanh, chi phí xây dựng bể chứa nước sạch, chi phí xây dựng nhà trạm bơm cấp 1, cấp 2 và nhà trạm Clo.
- Dự toán thiết bị: Chi phí mua sắm tổ máy bơm chìm, máy bơm cấp 2, quạt gió rửa lọc, thiết bị định lượng châm clo, hệ thống đường ống công nghệ, van khóa và tủ điều khiển điện lực.
- Khai toán giá thành $1\text{ m}^3$ nước: Phân bổ chi phí khấu hao đầu tư ban đầu cùng các chi phí quản lý vận hành thường xuyên (chi phí điện năng cho các trạm bơm, chi phí hóa chất clo khử trùng, chi phí tiền lương công nhân quản lý vận hành và bảo dưỡng kỹ thuật).
- Kế hoạch tiến độ thực hiện: Phân bổ thời gian thực hiện các giai đoạn chuẩn bị mặt bằng, thi công xây lắp các khối công trình đơn vị, lắp đặt thiết bị đường ống, chạy thử không tải, nghiệm thu kỹ thuật và bàn giao vận hành.
Kết quả và đóng góp
Các kết quả định lượng cụ thể được xác lập trong đồ án:
- Tổng hợp toàn diện tài nguyên nước huyện Lương Tài: Xác định tổng lượng nước mặt toàn huyện là $29.175,65\text{ triệu m}^3/\text{năm}$, trong đó sông Thái Bình chiếm $99,837%$; tổng lượng nước mưa bình quân năm đạt $148,31\text{ triệu m}^3/\text{năm}$; tổng trữ lượng tiềm năng nước dưới đất đạt $98.130\text{ m}^3/\text{ngày}$.
- Xác định các đặc trưng địa chất thủy văn tầng chứa nước $qp_1$: Bề dày trung bình $13,4\text{ m}$, lưu lượng thí nghiệm trung bình $9,35\text{ l/s}$, tỷ lưu lượng bình quân $2,76\text{ l/sm}$, hệ số dẫn nước bình quân $736\text{ m}^2/\text{ngày}$.
- Hoàn thành thiết kế kỹ thuật hệ thống cấp nước sinh hoạt tập trung công suất $800\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$ cho cụm dân cư thị trấn Thứa, xác định đầy đủ kích thước hình học, thông số thủy lực của giếng khoan, giàn mưa, bể lọc nhanh, bể chứa nước sạch và trạm bơm cấp 1, cấp 2.
- Hoàn thành bảng dự toán chi phí đầu tư xây dựng, mua sắm thiết bị và khai toán giá thành sản xuất $1\text{ m}^3$ nước sạch dựa trên bộ đơn giá tỉnh Bắc Ninh năm 2013.
Giải pháp và kiến nghị của tác giả:
- Kiến nghị chính quyền địa phương sớm triển khai xây dựng nhà máy nước sạch tập trung tại thị trấn Thứa theo quy hoạch đã duyệt nhằm thay thế phương thức khai thác nước ngầm nhỏ lẻ hộ gia đình không bảo đảm an toàn vệ sinh.
- Đề xuất tăng cường các biện pháp quản lý, khoanh vùng bảo vệ vệ sinh khu vực lấy nước ngầm; kiểm soát nghiêm ngặt các nguồn xả thải từ Cụm công nghiệp Táo Đôi, Cụm công nghiệp Lâm Bình và các khu dân cư để tránh thẩm thấu chất ô nhiễm xuống tầng chứa nước ngầm.
Đóng góp tự nêu của đồ án:
- Cung cấp cơ sở dữ liệu có hệ thống về hiện trạng tự nhiên, địa mạo, khí hậu và tài nguyên nước tại huyện Lương Tài.
- Đưa ra giải pháp kỹ thuật cụ thể, khả thi về mặt công nghệ và rõ ràng về mặt kinh tế nhằm giải quyết bài toán cấp nước sạch cho cụm dân cư thị trấn Thứa.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của đồ án:
- Do thời gian thực hiện đồ án giới hạn trong 3 tháng tốt nghiệp và kinh nghiệm thực tế trong thiết kế công trình của tác giả còn ít ỏi, đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót trong các chi tiết cấu tạo xây dựng và biện pháp thi công.
- Các số liệu về chất lượng nước mặt và nước dưới đất chủ yếu kế thừa từ các báo cáo quy hoạch và dự án điều tra năm 2013, chưa triển khai được các đợt lấy mẫu phân tích độc lập theo chuỗi thời gian nhiều mùa.
Hướng nghiên cứu tiếp:
- Tiến hành khảo sát chi tiết mạng lưới đường ống cấp nước cấp 2 và cấp 3 đến từng cụm hộ gia đình và các doanh nghiệp trong Cụm công nghiệp Táo Đôi.
- Nghiên cứu các giải pháp công nghệ bổ cập nhân tạo nguồn nước ngầm và xử lý độ mặn đối với các vùng nước ngầm bị khoáng hóa cao trên địa bàn huyện Lương Tài.
Giá trị tham khảo
Đồ án có giá trị tham khảo thiết thực đối với:
- Sinh viên các ngành Kỹ thuật Môi trường, Kỹ thuật Cấp thoát nước, Địa chất thủy văn và Quản lý Tài nguyên nước: Đồ án là tài liệu tham khảo hoàn chỉnh về cấu trúc một thuyết minh thiết kế trạm xử lý nước ngầm, phương pháp tính toán thủy lực các công trình đơn vị (giàn mưa, bể lọc nhanh, trạm bơm) và phương pháp bóc tách dự toán xây dựng.
- Kỹ sư thiết kế và cán bộ kỹ thuật môi trường địa phương: Có thể tra cứu chuỗi số liệu khí hậu, thủy văn, địa chất và tiềm năng trữ lượng các nguồn nước mặt, nước mưa, nước dưới đất trên địa bàn huyện Lương Tài phục vụ công tác quy hoạch cấp nước nông thôn và đô thị.
Câu hỏi thường gặp
Câu hỏi 1: Hệ thống cấp nước thị trấn Thứa trong đồ án được thiết kế với công suất bao nhiêu và sử dụng nguồn nước nào?
Trả lời: Hệ thống được thiết kế với công suất định mức $800\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$, sử dụng nguồn nước thô khai thác từ tầng nước ngầm Pleistocen ($qp_1$) qua hệ thống giếng khoan.
Câu hỏi 2: Dây chuyền công nghệ xử lý nước cấp của đồ án gồm những công trình đơn vị nào?
Trả lời: Dây chuyền công nghệ gồm: Giếng khoan khai thác (kèm máy bơm chìm Trạm bơm cấp 1) $\rightarrow$ Giàn mưa làm thoáng khử sắt và khí $\text{CO}_2$ $\rightarrow$ Bể lọc nhanh trọng lực dùng cát thạch anh $\rightarrow$ Khâu châm hóa chất Clo khử trùng $\rightarrow$ Bể chứa nước sạch bê tông cốt thép $\rightarrow$ Trạm bơm cấp 2 đẩy nước vào mạng lưới tiêu thụ.
Câu hỏi 3: Tổng trữ lượng khai thác tiềm năng nước dưới đất của huyện Lương Tài được tính toán là bao nhiêu?
Trả lời: Theo số liệu tính toán trong đồ án, tổng trữ lượng tiềm năng nước dưới đất toàn huyện đạt $98.130\text{ m}^3/\text{ngày}$ (khu Bình Định - Phú Hòa đạt $31.180\text{ m}^3/\text{ngày}$, khu Trung Kênh - Lai Hạ đạt $41.600\text{ m}^3/\text{ngày}$, khu Minh Tân - Phú Lương đạt $25.350\text{ m}^3/\text{ngày}$).
Câu hỏi 4: Đặc điểm địa chất thủy văn của tầng chứa nước Pleistocen ($qp_1$) tại Lương Tài có những thông số gì đáng chú ý?
Trả lời: Tầng $qp_1$ có độ sâu phân bố trung bình $30,8\text{ m}$, bề dày trung bình $13,4\text{ m}$, lưu lượng hút nước thí nghiệm trung bình đạt $9,35\text{ l/s}$, tỷ lưu lượng trung bình $2,76\text{ l/sm}$, hệ số dẫn nước trung bình $736\text{ m}^2/\text{ngày}$; tuy nhiên phần lớn diện tích tầng chứa nước này trên địa bàn huyện bị nhiễm mặn.
Câu hỏi 5: Nguồn nước mặt trên địa bàn huyện Lương Tài hàng năm được tạo thành từ những nguồn nào và tổng khối lượng là bao nhiêu?
Trả lời: Tổng lượng nước mặt của huyện đạt $29.175,65\text{ triệu m}^3/\text{năm}$, trong đó nguồn nước đến từ sông Thái Bình chiếm $29.127,97\text{ triệu m}^3$, dòng chảy sinh ra do mưa trên địa bàn huyện ($P=85%$) chiếm $46,79\text{ triệu m}^3$ và lượng nước trữ trong hệ thống ao hồ chiếm $0,89\text{ triệu m}^3$.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp của tác giả Trần Đăng Hùng đã hệ thống hóa các đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội và đánh giá trữ lượng các nguồn tài nguyên nước trên địa bàn huyện Lương Tài, tỉnh Bắc Ninh. Trên cơ sở điều kiện thực tế, tác giả đã thiết kế hoàn chỉnh hệ thống khai thác và trạm xử lý nước cấp sinh hoạt công suất $800\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$ phục vụ cụm dân cư thị trấn Thứa với dây chuyền công nghệ gồm giếng khoan, giàn mưa, bể lọc nhanh, khử trùng Clo, bể chứa và trạm bơm cấp 2. Bản đồ án cũng xác lập đầy đủ bảng dự toán kinh phí xây lắp, thiết bị và giá thành $1\text{ m}^3$ nước sạch thương phẩm theo đơn giá tỉnh Bắc Ninh năm 2013, cung cấp tài liệu kỹ thuật có tính ứng dụng thực tiễn trong công tác cấp nước đô thị.
