PHẦN MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Nước là nguồn tài nguyên hữu hạn, nó là nhu cầu thiết yếu để duy trì sự sống trên toàn Trái đất và đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình phát triển bền vững của một Quốc gia. Nước sạch góp phần hạn chế bệnh dịch, nâng cao đời sống sức khỏe cho con người, thúc đẩy Kinh tế - Xã hội phát triển ở mỗi nước. Quản lý, khai thác và sử dụng hợp lý tài nguyên nước là chiến lược của mỗi Quốc gia trên toàn Thế giới, để đối phó với những tác động tiêu cực đến phát triển Kinh tế - Xã hội, đời sống và sức khỏe con người như tăng trưởng kinh tế, gia tăng dân số, tốc độ đô thị hóa và công nghiệp hóa diễn ra ngày càng mạnh mẽ, biến đổi khí hậu ngày càng phức tạp, suy kiệt nguồn nước, ô nhiễm các tầng nước ngầm.
Nước ngọt ngày càng trở nên khan hiếm và đang là vấn đề nóng bỏng của các quốc gia trên Thế giới Trên địa bàn thành phố Chí Linh hiện nay sử dụng ba nguồn nước chủ yếu. Nguồn nước ngầm, nguồn nước mặt và nguồn nước mưa. Hầu hết các trạm xử lý nước mặt được lấy từ sông Kinh Thày, các trạm này có quy mô, công suất nhỏ nhưng việc quản lý, khai thác các trạm cấp nước này thực sự không hiệu quả, công suất khai thác giảm, giá thành chi phí quản lý vận hành cao.Nguồn nước chính ở thành phố Chí Linh, tỉnh Hải Dương đang khai thác tại trạm cấp nước Sao Đỏ lấy nước từ nguồn nước ngầm, bao gồm 5 giếng khoan các giếng khoan bố trí dọc theo quốc lộ 18 khoảng cách các giếng khoan từ 1000m đến 1300m, độ sâu các giếng từ 58m đến 62m, đây là nguồn nước cung cấp chủ yếu cho thành phố Chí Linh. Tuy nhiên chất lượng nguồn nước của các giếng khoan đang dần bị suy thoái, pH xuống thấp, mực nước các giếng đều bị hạ thấp.
Qua theo dõi mực nước hiện tại so với thời gian ban đầu mực nước tĩnh giảm 2m, mực nước động giảm 4,5m. Dây chuyền công nghệ trạm cấp nước Sao Đỏ có công suất 4.000m3/ngày/đêm, công trình xử lý nước chưa đảm bảo chất lượng nước và dùng hóa chất NaOH để nâng pH, Clo để khử trùng. 1 Mạng lưới đường ống cấp nước thành phố Chí Linh sử dùng nhiều loại khác nhau vật liệu ống cả cũ, mới gang, thép, ống kẽm, nhựa PVC nhựa HDPE., đường kính từ 100mm đến 350mm. Một số phường nội thành như phường Văn An, Hoàng Tân, Hoàng Tiến, Hoàng Hoa Thám.
chưa có mạng đường ống cấp nước nhân dân chủ yếu dùng nguồn nước mưa, giếng tự khoan và nước ao hồ vào mục đích sinh hoạt một số khu vực phải đi mua nước sử dụng, một số khu công nghiệp tự khoan nước để sản xuất. Nguồn nước ao hồ đều bị bị ô nhiễm nặng do các chất thải sinh hoạt và trồng trọt, chăn nuôi. Do vậy nguồn nước sạch phục vụ cho nhu cầu ăn uống sinh hoạt của nhân dân thành phố gặp rất nhiều khó khăn. Hiện tượng thiếu nước nghiêm trọng thường xuyên xảy ra, hiện tại thành phố vẫn chưa có hệ thống cấp nước đô thị hoàn chỉnh, bền vững, tối ưu và an toàn, mới chỉ có hệ thống cấp nước sạch cho khu dân cư một số phường nội thành, Các phương ngoại thành nhân dân sử dụng chủ yếu là nguồn nước mưa và nước ngầm, trữ lượng thất thường và chưa đảm bảo vệ sinh.
Để đảm bảo việc cấp nước sạch đảm bảo vệ sinh và đủ về tiêu chuẩn dùng nước cho người dân, cần phải có một nghiên cứu cụ thể, đầu tư khai thác và quản lý thật hiệu quả cho thành phố chí linh và các khu vực xung quanh. Xuất phát từ nhu cầu thực tế, tác giả đề xuất đề tài “Nghiên cứu đề xuất giải pháp cấp nước và quản lý hiệu quả hệ thống cấp nước thành phố Chí Linh, tỉnh Hải Dương”để nghiên cứu. Với kết quả của đề tài, có thể đưa ra được giải pháp cấp nước và quản lý hiệu quả có tính ứng dụng thực tế cao, thời gian đầu tư xây dựng nhanh, có nguồn nước đảm bảo về chất lượng và trữ lượng cung cấp cho người dân thành phố Chí linh, tỉnh Hải dương. Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá được thực trạng, khả năng cấp nước hệ thống cấp nước thành phố Chí Linh.
Đề xuất các giải pháp cấp nước và quản lý hiệu quả hệ thống cấp nước thành phố Chí Linh – Tỉnh Hải Dương. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là nguồn cấp nước, các công trình xử lý nước cấp và mạng lưới cấp nước tại thành phố Chí Linh – Tỉnh Hải Dương.2 Phạm vi nghiên cứu Các nguồn nước cấp cho thành Phố Chí Linh, các công trình xử lý nước cấp và mạng lưới cấp nước tại thành phố Chí Linh – Tỉnh Hải Dương. Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu tổng quan về cấp nước khu vực nghiên cứu, về các yếu tố ảnh hưởng, về cách quản lý của hệ thống cấp nước thành phố hiện nay. Xác định nhu cầu sử dụng nước đến năm 2030.
Đánh giá khả năng làm việc của hệ thống tới năm 2030. Đề xuất các giải pháp cấp nước và quản lý hiệu quả hệ thống cấp nước thành phố Chí Linh – Tỉnh Hải Dương. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 5.1 Cách tiếp cận Tiếp cận các thành tựu nghiên cứu và công nghệ của các nước trong khu vực và trên thế giới. Tiếp cận theo Định hướng phát triển cấp nước sạch đô thị Việt Nam đến 2030.
Tiếp cận thực tế: đi khảo sát thực địa, tìm hiểu các hồ sơ, tình hình hoạt động của các công trình cấp nước sinh hoạt trong thành phố Chí Linh, tỉnh Hải Dương. Tiếp cận đáp ứng nhu cầu: Tính toán, lựa chọn nguồn nước, dây chuyền công nghệ, tính toán thủy lực, đánh giá lựa chọn sơ đồ cấp nước phù hợp nhu cầu nước của thành phố Chí Linh – Tỉnh Hải Dương.2 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu. Phương pháp phân tích, thống kê,sử lý, đánh giá số liệu. Phương pháp kế thừa.
Phương pháp mô hình toán. Phương pháp chập bản đồ. Dựa trên số liệu khai thác vận hành thực tế của các công trình cấp nước thành phố Chí Linh – Tỉnh Hải Dương. Kết quả dự kiến đạt được Đánh giá hiện trạng khả năng cấp nước của mạng lưới cấp nước Thành Phố Chí Linh – Tỉnh Hải Dương.
Dự báo nhu cầu cấp nước sinh hoạt của Thành Phố Chí Linh trong tương lai. Đánh giá sự phù hợp về công nghệ của các trạm xử lý nước hiện nay. Đánh giá công nghệ, sơ đồ mạng lưới và mô hình số của hệ thống cấp nước thành phố Chí Linh. Đề xuất các giải pháp cấp nước và quản lý hiệu quả hệ thống cấp nước đô thị thành phố Chí Linh – tỉnh Hải Dương.
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ CẤP NƯỚC 1.1 Khái quát về tình hình cấp nước 1.1 Lịch sử phát triển về cấp nước Từ rất xa xưa, con người đã tìm cách chinh phục thiên nhiên, tự tạo ra nguồn nước để phục vụ đời sống của mình. Lịch sử ghi nhận, hệ thống cấp nước đô thị xuất hiện từ rất sớm tại La Mã vào năm 600 TCN. Điển hình là công trình dẫn nước vào thành phố bằng kênh tự chảy. Trong thành phố nước được đưa đến các bể tập trung, từ đó theo đường máng dẫn đến các nhà quyền quí và bể chứa công cộng cho người dân sử dụng.
Năm 300 trước công nguyên người ta đã biết khai thác nước ngầm bằng cách đào giếng. Người Babilon có phương pháp nâng nước lên độ cao khá lớn bằng ròng rọc, guồng nước, cung cấp nước cho các tòa lâu đài trên núi. Theo thời gian, con người tìm ra những hệ thống cung cấp nước cho riêng mình ngày càng tiến bộ hơn. Cách đây 8 thế kỷ các thành phố ở châu Âu có hệ thống cung cấp nước.
Khi đó chưa có các loại hóa chất để xử lý nước mặt. Người ta phải xây dựng các bể lắng có kích thước rất lớn. Do đó, công trình cồng kềnh, chiếm diện tích và kinh phí xây dựng lớn. Vào những năm 1600 việc dùng phèn nhôm để làm keo tụ nước được các nhà truyền giáo Tây Ban Nha phổ biến tại Trung Quốc.
Vào những năm 1800 các thành phố ở châu Âu, châu Mỹ đã có hệ thống cung cấp nước khá đầy đủ thành phần như công trình thu, trạm xử lý, mạng lưới, v.v…Năm 1810 hệ thống lọc nước cho thành phố được xây dựng tại Paisay - Scotlen. Năm 1908, việc khử trùng nước uống với qui mô lớn đã có tại Niagara Falls, phía Tây nam NewYork. Các loại thiết bị cấp nước ngày càng đa dạng, phong phú và hoàn thiện. Có thể nói, cho đến nay kỹ thuật cấp nước đã đạt đến trình độ rất cao về công nghệ xử lý, máy móc, trang bị thiết bị và hệ thống cơ giới hóa, tự động hóa hiện đại hóa trong vận hành, quản lý.
Ở Việt Nam, hệ thống cung cấp nước đô thị được bắt đầu bằng việc khoan giếng mạch nông tại Hà Nội, Sài Gòn cũ vào năm 1894. Hiện nay, hầu hết các khu đô thị đã có hệ thống cung cấp nước. Nhiều trạm cấp nước cho các thành phố lớn đã áp dụng công nghệ tiên tiến và tự động hóa cao.2 Tổng quan về cấp nước ở Việt Nam 1.1 Nguồn nước và nhu cầu dùng nước Trên cơ sở báo cáo của Viện Quy hoạch Thuỷ lợi năm 2015, lượng nước sử dụng hàng năm cho nông nghiệp chiếm khoảng 93 tỷ m3 đạt tỷ lệ 81%, cho công nghiệp khoảng 17,3 tỷ m3 đạt 15%, cho tiêu dùng như lĩnh vực dịch vụ, sinh hoạt, công cộng là 5,09 tỷ m3 đạt tỷ lệ 4%; dự báo đến năm 2020: nông nghiệp đạt 80%, công nghiệp đạt 15%, tiêu dùng đạt 5% và đến năm 2030: nông nghiệp đạt 75%, công nghiệp đạt 16%, tiêu dùng đạt 9%; tổng lượng nước cần cung cấp cho các ngành kinh tế đến năm 2020 đạt khoảng 127 - 130 tỷ m3, đến năm 2030, con số này là đạt khoảng 150 tỷ m3. Tuy nhiên, do quy luật phân bố không đều theo mùa của nguồn nước tại Việt Nam, lượng nước sử dụng trong mùa khô chiếm khoảng 60%, nếu tính cả lượng nước cần cho môi trường sinh thái ở hạ du chiếm khoảng 50 tỷ m3, thì tổng lượng nước cần thiết để dùng trong mùa khô khoảng 140 tỷ m3.
Hiện nay, vấn đề ô nhiễm nguồn nước đang gia tăng, đặc biệt là hàm lượng amôni xuất hiện và gia tăng trong nhiều nguồn nước, dẫn đến chất lượng nước ăn uống sinh hoạt ở nhiều đô thị chưa thể kiểm soát được.