Tổng quan nghiên cứu

Việc quản lý và khai thác an toàn hệ thống cấp nước đô thị là vấn đề cấp thiết trong bối cảnh gia tăng dân số và tốc độ đô thị hóa nhanh chóng tại Việt Nam. Thành phố Dĩ An, tỉnh Bình Dương, với diện tích 60 km² và dân số tăng trưởng trung bình 7,39% mỗi năm, đang đối mặt với áp lực lớn về nhu cầu sử dụng nước sạch phục vụ sinh hoạt, sản xuất công nghiệp và dịch vụ. Hiện tại, hệ thống cấp nước tại Dĩ An chủ yếu khai thác nguồn nước mặt từ sông Đồng Nai với công suất nhà máy nước đạt khoảng 190.000 m³/ngày đêm, tuy nhiên mạng lưới đường ống có nhiều đoạn cũ kỹ, chưa đồng bộ, gây thất thoát nước và khó khăn trong quản lý vận hành.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá thực trạng khả năng cấp nước, phân tích các tồn tại trong quản lý vận hành và đề xuất các giải pháp khai thác, vận hành an toàn, hiệu quả cho hệ thống cấp nước chi nhánh Dĩ An. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào 5 phường có hệ thống cấp nước với đường kính ống từ D300 trở lên, đồng thời mở rộng phạm vi đến 2 phường chưa có hệ thống cấp nước. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc đảm bảo cung cấp nước sạch liên tục, nâng cao chất lượng dịch vụ cấp nước, giảm thất thoát và đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội của địa phương đến năm 2030.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình quản lý vận hành hệ thống cấp nước đô thị, bao gồm:

  • Lý thuyết hệ thống cấp nước đô thị: Hệ thống cấp nước được xem là tổ hợp các công trình từ nguồn nước, trạm bơm, nhà máy xử lý đến mạng lưới đường ống phân phối, đảm bảo cung cấp đủ lưu lượng và chất lượng nước cho người dân và các ngành sản xuất.

  • Mô hình quản lý vận hành an toàn: Tập trung vào việc duy trì áp lực, lưu lượng ổn định, kiểm soát chất lượng nước theo tiêu chuẩn QCVN 01:2018/BYT, đồng thời giảm thiểu thất thoát nước và sự cố kỹ thuật.

  • Khái niệm về thất thoát nước và hiệu quả vận hành: Thất thoát nước được xác định là nguyên nhân chính gây lãng phí tài nguyên và tăng chi phí vận hành, do đó cần áp dụng các biện pháp kỹ thuật và quản lý để giảm tỷ lệ thất thoát xuống dưới 20%.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp điều tra thực địa, thu thập số liệu từ Chi nhánh Cấp nước Dĩ An và các cơ quan quản lý địa phương. Cỡ mẫu khảo sát gồm dữ liệu về mạng lưới đường ống, công suất nhà máy, lưu lượng nước tiêu thụ và chất lượng nước trong giai đoạn 2016-2021.

Phân tích thủy lực mạng lưới cấp nước được thực hiện bằng phần mềm EPANET, mô phỏng áp lực và lưu lượng tại các thời điểm cao điểm năm 2025 và 2030. Phương pháp chọn mẫu dựa trên tiêu chí đường kính ống từ D300 trở lên và khu vực có mật độ dân cư cao. Thời gian nghiên cứu kéo dài từ năm 2020 đến 2021, bao gồm khảo sát hiện trạng, mô phỏng và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiện trạng nguồn nước và công suất nhà máy: Nhà máy nước Dĩ An có công suất 190.000 m³/ngày đêm, sử dụng nguồn nước mặt từ sông Đồng Nai với chất lượng đạt tiêu chuẩn QCVN 08:2015/BTNMT. Tuy nhiên, mực nước ngầm tại khu vực có xu hướng hạ thấp trung bình 2m/năm, gây nguy cơ cạn kiệt nguồn nước dưới đất.

  2. Mạng lưới đường ống cấp nước: Tổng chiều dài mạng lưới khoảng 150 km, gồm các loại ống gang, uPVC và HDPE với nhiều đoạn đã lắp đặt trên 30 năm. Tỷ lệ thất thoát nước ước tính khoảng 25,5%, cao hơn mức tiêu chuẩn đề ra, ảnh hưởng đến hiệu quả cung cấp nước.

  3. Nhu cầu sử dụng nước tăng nhanh: Dân số khu vực nghiên cứu dự báo tăng lên khoảng 600.000 người vào năm 2030, kéo theo nhu cầu nước sinh hoạt và sản xuất tăng khoảng 35% so với hiện tại. Mô phỏng thủy lực cho thấy áp lực nước tại một số điểm cuối mạng lưới không đảm bảo, đặc biệt vào giờ cao điểm.

  4. Chất lượng nước và quản lý vận hành: Chất lượng nước sau xử lý đạt các chỉ tiêu theo quy chuẩn, tuy nhiên công tác quản lý vận hành còn nhiều hạn chế như thiếu tự động hóa, thiết bị điều khiển từ xa chưa được trang bị đầy đủ, gây khó khăn trong kiểm soát và xử lý sự cố kịp thời.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của các tồn tại là do mạng lưới cấp nước được xây dựng qua nhiều giai đoạn, chưa đồng bộ và thiếu quy hoạch tổng thể. So với các đô thị lớn như TP. Hồ Chí Minh, tỷ lệ thất thoát nước tại Dĩ An còn cao do hệ thống van, đồng hồ đo và thiết bị phụ trợ chưa được hiện đại hóa. Việc sử dụng phần mềm EPANET giúp mô phỏng chính xác áp lực và lưu lượng, từ đó xác định các điểm yếu trong mạng lưới để đề xuất cải tạo.

Kết quả nghiên cứu phù hợp với báo cáo ngành cấp nước đô thị Việt Nam, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc nâng cấp công nghệ và áp dụng quản lý tự động hóa để nâng cao hiệu quả vận hành. Việc đảm bảo áp lực nước ổn định không chỉ nâng cao chất lượng dịch vụ mà còn giảm thiểu rủi ro hư hỏng thiết bị và thất thoát nước.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Nâng công suất nhà máy nước Dĩ An lên 250.000 m³/ngày đêm nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng nước dự kiến đến năm 2025, đảm bảo nguồn cung ổn định cho khu vực.

  2. Cải tạo, thay thế mạng lưới đường ống cũ, đặc biệt các đoạn ống gang đã sử dụng trên 30 năm, giảm tỷ lệ thất thoát nước xuống dưới 20% trong vòng 3 năm tới, do Chi nhánh Cấp nước Dĩ An phối hợp với UBND thành phố thực hiện.

  3. Ứng dụng công nghệ tự động hóa và giám sát từ xa cho hệ thống bơm, van và đồng hồ đo lưu lượng, nâng cao khả năng kiểm soát vận hành, giảm thời gian xử lý sự cố, hoàn thành trong 2 năm.

  4. Tăng cường công tác kiểm tra, bảo trì định kỳ và đào tạo nhân lực vận hành nhằm nâng cao hiệu quả quản lý, giảm thiểu sự cố kỹ thuật, thực hiện liên tục hàng năm.

  5. Xây dựng kế hoạch phát triển mạng lưới cấp nước theo quy hoạch đô thị đến năm 2030, mở rộng hệ thống cấp nước đến các phường chưa có mạng lưới, đảm bảo 100% hộ dân được sử dụng nước sạch.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà quản lý ngành cấp nước đô thị: Sử dụng luận văn để xây dựng kế hoạch nâng cấp, cải tạo hệ thống cấp nước, giảm thất thoát và nâng cao chất lượng dịch vụ.

  2. Các kỹ sư và chuyên gia kỹ thuật cấp thoát nước: Áp dụng mô hình mô phỏng thủy lực EPANET và các giải pháp kỹ thuật đề xuất trong vận hành và bảo trì mạng lưới.

  3. Các nhà hoạch định chính sách và cơ quan quản lý nhà nước: Tham khảo để xây dựng chính sách quản lý tài nguyên nước, quy hoạch phát triển hạ tầng cấp nước bền vững.

  4. Các nhà đầu tư và doanh nghiệp trong lĩnh vực cấp nước: Đánh giá tiềm năng đầu tư, áp dụng công nghệ mới và quản lý vận hành hiệu quả nhằm tối ưu hóa lợi nhuận và phục vụ cộng đồng.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao cần nâng công suất nhà máy nước Dĩ An?
    Do dân số và nhu cầu sử dụng nước tăng nhanh, công suất hiện tại 190.000 m³/ngày đêm không đủ đáp ứng, nâng công suất giúp đảm bảo cung cấp nước liên tục, tránh thiếu hụt.

  2. Tỷ lệ thất thoát nước hiện nay tại Dĩ An là bao nhiêu?
    Ước tính khoảng 25,5%, cao hơn mức tiêu chuẩn 20%, nguyên nhân do mạng lưới cũ kỹ, thiết bị đo lường chưa hiện đại và quản lý vận hành chưa tối ưu.

  3. Phần mềm EPANET được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu?
    EPANET mô phỏng thủy lực mạng lưới cấp nước, giúp phân tích áp lực, lưu lượng tại các điểm khác nhau, từ đó xác định điểm yếu và đề xuất giải pháp cải tạo.

  4. Giải pháp tự động hóa vận hành có lợi ích gì?
    Giúp giám sát liên tục, phát hiện sự cố kịp thời, giảm chi phí vận hành, nâng cao độ tin cậy và chất lượng dịch vụ cấp nước.

  5. Làm thế nào để giảm thất thoát nước hiệu quả?
    Thay thế ống cũ, lắp đặt van, đồng hồ đo hiện đại, tăng cường bảo trì, kiểm tra định kỳ và nâng cao nhận thức người dân về sử dụng nước tiết kiệm.

Kết luận

  • Nhu cầu sử dụng nước tại TP. Dĩ An tăng nhanh, đòi hỏi nâng cấp công suất nhà máy và cải tạo mạng lưới cấp nước.
  • Mạng lưới đường ống hiện tại có nhiều đoạn cũ, gây thất thoát nước khoảng 25,5%, cần thay thế và nâng cấp.
  • Mô phỏng thủy lực bằng EPANET giúp xác định các điểm yếu trong hệ thống, hỗ trợ đề xuất giải pháp kỹ thuật hiệu quả.
  • Giải pháp quản lý vận hành an toàn bao gồm nâng công suất, tự động hóa, cải tạo mạng lưới và đào tạo nhân lực.
  • Tiếp tục nghiên cứu mở rộng hệ thống cấp nước đến các phường chưa có mạng lưới, đảm bảo 100% dân cư được sử dụng nước sạch đến năm 2030.

Luận văn cung cấp cơ sở khoa học và giải pháp thực tiễn cho việc quản lý và vận hành hệ thống cấp nước tại Dĩ An, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống và phát triển bền vững địa phương. Đề nghị các cơ quan chức năng và doanh nghiệp liên quan phối hợp triển khai các giải pháp đề xuất nhằm đạt hiệu quả tối ưu.