Tổng quan nghiên cứu

Hệ thống cấp nước sạch đóng vai trò thiết yếu trong phát triển kinh tế - xã hội, đặc biệt tại các vùng nông thôn như huyện Kế Sách, tỉnh Sóc Trăng. Theo báo cáo của ngành, tỷ lệ thất thoát nước trung bình hàng năm tại các chỉ nhánh cấp nước trực thuộc Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh Môi trường Nông thôn Sóc Trăng là khoảng 21%, gây tổn thất lớn về tài nguyên và kinh tế. Huyện Kế Sách với dân số gần 160.000 người, mật độ 452 người/km², có hệ thống cấp nước gồm 9 trạm và 4 hệ cung cấp, tổng chiều dài mạng lưới ống cấp nước lên đến 288,7 km, phục vụ hơn 9.685 hộ dân. Tuy nhiên, công tác quản lý vận hành còn nhiều hạn chế do cơ sở hạ tầng lạc hậu, nguồn lực đầu tư hạn chế và nhân lực chuyên môn chưa đáp ứng yêu cầu.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá thực trạng quản lý vận hành hệ thống cấp nước huyện Kế Sách, từ đó đề xuất các giải pháp kỹ thuật và quản lý nhằm nâng cao hiệu quả vận hành, giảm tỷ lệ thất thoát nước từ 21% xuống còn 15%, đồng thời cải thiện chất lượng nước đầu ra theo tiêu chuẩn QCVN 01-1:2018. Nghiên cứu tập trung trong phạm vi hệ thống cấp nước huyện Kế Sách, tỉnh Sóc Trăng, với dữ liệu thu thập từ năm 2017 đến 2019. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả quản lý tài nguyên nước, tiết kiệm chi phí vận hành và góp phần thực hiện các tiêu chí xây dựng nông thôn mới tại địa phương.

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 hệ thống cấp nước, bao gồm:

  • Lý thuyết hệ thống cấp nước: Hệ thống cấp nước được hiểu là tổ hợp các công trình khai thác, xử lý, dự trữ và phân phối nước sạch nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng về số lượng và chất lượng. Các thành phần chính gồm giếng khoan, trạm bơm, khu xử lý nước, mạng lưới đường ống và thiết bị phụ trợ.

  • Mô hình quản lý kỹ thuật và vận hành: Quản lý kỹ thuật bao gồm theo dõi lưu lượng, áp lực, chất lượng nước, bảo trì, sửa chữa định kỳ và đột xuất nhằm đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định, giảm thất thoát và nâng cao chất lượng dịch vụ.

  • Mô hình quản lý thông minh qua hệ thống SCADA: SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) là hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu tự động, giúp quản lý vận hành hiệu quả thông qua thu thập dữ liệu thời gian thực, điều khiển thiết bị từ xa và phân tích thông tin để ra quyết định kịp thời.

  • Khái niệm thất thoát và thất thu nước: Thất thoát kỹ thuật do rò rỉ đường ống, thiết bị; thất thu do quản lý yếu kém, đo đếm không chính xác, đấu nối trái phép.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu thực tế từ Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh Môi trường Nông thôn tỉnh Sóc Trăng, khảo sát hiện trường tại huyện Kế Sách, phỏng vấn cán bộ quản lý và nhân viên vận hành.

  • Cỡ mẫu và chọn mẫu: Khảo sát 10 trạm cấp nước và 4 hệ cung cấp, tổng cộng hơn 9.685 hộ dân sử dụng nước sạch trong huyện. Phương pháp chọn mẫu theo phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên có trọng số nhằm đảm bảo đại diện cho các khu vực dân cư khác nhau.

  • Phương pháp phân tích: Sử dụng phương pháp phân tích thống kê mô tả, đánh giá nhanh thực trạng, phân tích thủy lực mạng lưới bằng phần mềm EPANET, phân tích dữ liệu vận hành và chất lượng nước. Kết hợp phương pháp phỏng vấn sâu để thu thập ý kiến chuyên gia và người quản lý.

  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu thực hiện trong 18 tháng, từ tháng 1/2018 đến tháng 6/2019, bao gồm giai đoạn thu thập dữ liệu, phân tích, mô phỏng và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Tỷ lệ thất thoát nước cao: Tỷ lệ thất thoát nước trung bình tại hệ thống cấp nước huyện Kế Sách là 21%, cao hơn mức trung bình của nhiều địa phương khác trong khu vực. Mạng lưới đường ống có chiều dài 288,7 km với nhiều đoạn ống cũ kỹ, rò rỉ là nguyên nhân chính.

  2. Chất lượng nước đầu ra đạt chuẩn: Kết quả xét nghiệm mẫu nước cho thấy pH nước lọc dao động từ 7,25 đến 7,89, độ đục sau lọc từ 0,35 đến 0,78 NTU, clo dư trong khoảng 0,3 - 0,5 mg/l, đáp ứng tiêu chuẩn QCVN 01-1:2018 về chất lượng nước sạch phục vụ sinh hoạt.

  3. Ứng dụng công nghệ còn hạn chế: Hệ thống SCADA mới được áp dụng một phần, chủ yếu ở cấp điều khiển trung tâm, chưa đồng bộ với các thiết bị hiện trường do hạn chế về nguồn vốn và kỹ thuật. Việc vận hành chủ yếu dựa vào kinh nghiệm và kiểm tra thủ công.

  4. Năng lực quản lý và nhân sự còn yếu: Đội ngũ quản lý và vận hành có trình độ chuyên môn chưa đồng đều, thiếu các quy trình vận hành, bảo trì chuyên nghiệp. Chi phí vận hành cao, đặc biệt là chi phí điện năng và sửa chữa do thiết bị cũ.

Thảo luận kết quả

Tỷ lệ thất thoát nước 21% phản ánh thực trạng mạng lưới cấp nước huyện Kế Sách còn nhiều điểm yếu về kỹ thuật và quản lý. So với các nghiên cứu trong khu vực đồng bằng sông Cửu Long, mức thất thoát này cao hơn khoảng 5-7%, cho thấy cần có các biện pháp kỹ thuật và quản lý hiệu quả hơn. Việc áp dụng phần mềm EPANET giúp mô phỏng thủy lực mạng lưới, xác định các điểm áp lực thấp và rò rỉ tiềm ẩn, từ đó đề xuất cải tạo mạng lưới hợp lý.

Chất lượng nước đầu ra đạt chuẩn là điểm mạnh, thể hiện hiệu quả của công nghệ xử lý nước hiện tại, tuy nhiên cần duy trì và nâng cao để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của người dân. Việc ứng dụng hệ thống SCADA còn hạn chế do chi phí đầu tư lớn và thiếu nhân lực kỹ thuật, nhưng đây là xu hướng tất yếu để nâng cao hiệu quả quản lý vận hành.

Năng lực quản lý và nhân sự yếu kém là nguyên nhân làm giảm hiệu quả vận hành, tăng chi phí và thất thoát. So sánh với các mô hình quản lý hiện đại, việc xây dựng quy trình vận hành chuẩn, đào tạo nâng cao năng lực và áp dụng công nghệ thông tin là cần thiết để cải thiện tình hình.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ tỷ lệ thất thoát nước theo năm, bảng so sánh chất lượng nước đầu ra với tiêu chuẩn QCVN, sơ đồ mô phỏng thủy lực mạng lưới bằng EPANET và biểu đồ năng suất vận hành trước và sau khi áp dụng giải pháp.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Cải tạo và nâng cấp mạng lưới đường ống: Thay thế các đoạn ống cũ, rò rỉ bằng vật liệu mới, áp dụng công nghệ hàn nối hiện đại nhằm giảm thất thoát kỹ thuật. Mục tiêu giảm tỷ lệ thất thoát xuống còn 15% trong vòng 2 năm. Chủ thể thực hiện: Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh Môi trường Nông thôn tỉnh Sóc Trăng phối hợp với UBND huyện Kế Sách.

  2. Ứng dụng hệ thống SCADA đồng bộ: Mở rộng lắp đặt thiết bị cảm biến, RTU, PLC tại các trạm bơm và mạng lưới, kết nối với trung tâm điều khiển để giám sát và điều khiển tự động. Mục tiêu hoàn thành trong 3 năm, nâng cao hiệu quả vận hành và giảm chi phí nhân công. Chủ thể thực hiện: Trung tâm kỹ thuật và các nhà thầu công nghệ.

  3. Đào tạo nâng cao năng lực nhân sự: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về quản lý vận hành, bảo trì hệ thống cấp nước, sử dụng phần mềm EPANET và SCADA cho cán bộ kỹ thuật và quản lý. Mục tiêu nâng cao trình độ chuyên môn trong 1 năm. Chủ thể thực hiện: Trường Đại học Thủy Lợi phối hợp với Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh Môi trường.

  4. Xây dựng quy trình vận hành và bảo trì chuẩn: Thiết lập các quy trình chuẩn về vận hành, bảo trì, sửa chữa định kỳ và đột xuất, đồng thời xây dựng kế hoạch ứng phó sự cố. Mục tiêu hoàn thiện trong 6 tháng và áp dụng liên tục. Chủ thể thực hiện: Ban quản lý hệ thống cấp nước huyện Kế Sách.

  5. Tăng cường công tác quản lý khách hàng và chống thất thu: Lắp đặt đồng hồ đo nước chính xác cho 100% khách hàng, kiểm soát đấu nối trái phép, áp dụng chính sách giá nước hợp lý và tuyên truyền tiết kiệm nước. Mục tiêu giảm thất thu và nâng cao doanh thu trong 1 năm. Chủ thể thực hiện: Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh Môi trường, chính quyền địa phương.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cán bộ quản lý và vận hành hệ thống cấp nước: Nghiên cứu cung cấp các giải pháp thực tiễn để nâng cao hiệu quả quản lý, vận hành và bảo trì hệ thống cấp nước nông thôn.

  2. Các nhà hoạch định chính sách và cơ quan quản lý nhà nước: Tham khảo để xây dựng chính sách, cơ chế hỗ trợ phát triển hệ thống cấp nước bền vững, giảm thất thoát và nâng cao chất lượng dịch vụ.

  3. Các tổ chức tài trợ và nhà đầu tư: Đánh giá hiệu quả đầu tư, xác định các điểm cần cải tạo và ứng dụng công nghệ mới nhằm tối ưu hóa nguồn vốn đầu tư.

  4. Giảng viên và sinh viên ngành kỹ thuật môi trường, cấp thoát nước: Tài liệu tham khảo về mô hình quản lý, công nghệ xử lý nước và ứng dụng phần mềm mô phỏng thủy lực trong thực tiễn.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao tỷ lệ thất thoát nước tại huyện Kế Sách lại cao?
    Tỷ lệ thất thoát nước cao do mạng lưới đường ống cũ kỹ, nhiều đoạn bị rò rỉ, cùng với quản lý vận hành chưa chuyên nghiệp và thiếu kiểm soát đấu nối trái phép. Ví dụ, mạng lưới dài gần 289 km với nhiều ống PVC đã xuống cấp.

  2. Hệ thống SCADA có vai trò gì trong quản lý cấp nước?
    SCADA giúp thu thập dữ liệu thời gian thực, giám sát và điều khiển thiết bị từ xa, nâng cao hiệu quả vận hành, giảm chi phí nhân công và kịp thời xử lý sự cố. Tại Kế Sách, việc ứng dụng SCADA còn hạn chế nhưng được xem là hướng phát triển quan trọng.

  3. Giải pháp kỹ thuật nào được đề xuất để giảm thất thoát nước?
    Giải pháp chính là cải tạo, thay thế đường ống cũ, áp dụng công nghệ hàn nối hiện đại, lắp đặt bơm biến tần để điều chỉnh áp lực phù hợp, giảm áp lực gây rò rỉ. Phần mềm EPANET được sử dụng để mô phỏng và tối ưu mạng lưới.

  4. Chất lượng nước tại hệ thống cấp nước huyện Kế Sách có đảm bảo không?
    Chất lượng nước đầu ra đạt tiêu chuẩn QCVN 01-1:2018 với pH từ 7,25 đến 7,89, độ đục dưới 0,8 NTU và clo dư trong giới hạn cho phép, đảm bảo an toàn cho sinh hoạt.

  5. Làm thế nào để nâng cao năng lực nhân sự quản lý vận hành?
    Cần tổ chức đào tạo chuyên sâu về kỹ thuật vận hành, sử dụng phần mềm quản lý, xây dựng quy trình chuẩn và chính sách đãi ngộ hợp lý để thu hút và giữ chân nhân lực có trình độ.

Kết luận

  • Đánh giá thực trạng hệ thống cấp nước huyện Kế Sách cho thấy tỷ lệ thất thoát nước cao (21%) và năng lực quản lý còn hạn chế.
  • Chất lượng nước đầu ra đáp ứng tiêu chuẩn quốc gia, tuy nhiên cần duy trì và nâng cao để bảo vệ sức khỏe cộng đồng.
  • Ứng dụng công nghệ SCADA và phần mềm EPANET là giải pháp kỹ thuật quan trọng để nâng cao hiệu quả quản lý vận hành.
  • Đề xuất các giải pháp cải tạo mạng lưới, đào tạo nhân sự, xây dựng quy trình vận hành và tăng cường quản lý khách hàng nhằm giảm thất thoát và nâng cao chất lượng dịch vụ.
  • Nghiên cứu tạo tiền đề cho việc phát triển hệ thống cấp nước bền vững, góp phần thực hiện các mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội của huyện Kế Sách trong giai đoạn tiếp theo.

Hành động tiếp theo: Triển khai các giải pháp đề xuất, tổ chức đào tạo nhân sự và đầu tư nâng cấp công nghệ trong vòng 1-3 năm tới để đạt hiệu quả quản lý vận hành tối ưu.