CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Tổng quan về tiêu thoát nước đô thị Vị trí địa lý và điều kiện địa hình ảnh hưởng rất lớn đến thoát nước tự chảy của các đô thị. Nét đặc trưng của đô thị nước ta là sự phát triển gắn liền với việc khai thác và sử dụng các nguồn nước mặt (sông, biển. Hệ thống thoát nước đô thị cũng liên quan mật thiết đến chế độ thuỷ văn của hệ thống sông, hồ.
Thông thường về mặt tự nhiên, các sông, hồ thường kết với nhau thành dạng chuỗi thông qua các kênh mương thoát nước hở, tạo thành các trục tiêu thoát nước chính. Cả nước có tới 2.360 con sông với chiều dài hơn 10.000 km, trong đó có 9 hệ thống sông lớn có diện tích lưu vực trên 10. Lưu vực dòng chảy các sông về mùa mưa rất lớn chiếm đến 70 - 90% tổng lượng nước cả năm. Nước ta thuộc vùng khí hậu nóng ẩm: mưa nhiều, độ ẩm lớn, nhiệt độ và độ bức xạ cao.
Sự phân bố không đều về lượng mưa, độ ẩm, độ bức xạ. theo không gian và thời gian sẽ ảnh hưởng rất lớn đến thoát nước và chất lượng môi trường nước trong các đô thị. Mỗi năm có khoảng 8 - 10 cơn bão, gây thiệt hại trung bình 2 - 3% thu nhập quốc dân và ảnh hưởng rất lớn tới thoát nước đô thị. Những năm gần đây, việc đầu tư vào hệ thống thoát nước đô thị được cải thiện đáng kể.
Một số dự án đã và đang được triển khai bằng nguồn vốn vay ODA tại các thành phố như Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng, Vinh,. Nguồn vốn đầu tư này tuy đã lên tới tỉ USD, tuy nhiên nó cũng chỉ đáp ứng tỷ lệ nhỏ (khoảng 1/6) so với yêu cầu hiện nay. Hầu hết các đô thị đã có qui hoạch phát triển tổng thể đến năm 2020, nhưng quy hoạch chuyên ngành, hạ tầng cơ sở chưa được thực thi đầy đủ, đồng bộ nhất là đối với ngành cấp thoát nước đô thị. Các qui hoạch về môi trường, quản lý chất thải rắn, cấp thoát nước thường là các mảng nhỏ trong quy hoạch tổng thể, do vậy, chỉ có thể có các thông tin qui hoạch cơ bản.
Một vấn đề khá quan trọng trong công tác qui hoạch là các tiêu chí chung để phối hợp thực hiện đầu tư đồng bộ các công trình hạ tầng đô thị chưa được đề ra đầy đủ. 5 Hiện nay, hệ thống thoát nước phổ biến nhất ở các đô thị của Việt Nam là hệ thống thoát nước chung. Phần lớn những hệ thống này được xây dựng cách đây khoảng 100 năm, chủ yếu để thoát nước mưa, ít khi được sửa chữa, duy tu, bảo dưỡng nên đã xuống cấp nhiều; việc xây dựng bổ sung được thực hiện một cách chắp vá, không theo quy hoạch lâu dài, không đáp ứng được yêu cầu phát triển đô thị. Các dự án thoát nước đô thị sử dụng vốn ODA (cho khoảng 10 đô thị) đã và đang được triển khai thực hiện thường áp dụng kiểu hệ thống chung trên cơ sở cải tạo nâng cấp hệ thống hiện có.
Tuy nhiên, cá biệt như thành phố Huế áp dụng hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn. Đối với các khu công nghiệp, được xây dựng từ 1994 đến nay, việc tổ chức hệ thống thoát nước theo dạng phổ biến trên thế giới. Thông thường có hai hoặc ba hệ thống thoát nước riêng biệt: - Trường hợp ba hệ thống cho ba loại nước thải: nước mưa, nước thải sản xuất, nước thải sinh hoạt. - Trường hợp hai hệ thống: nước mưa thoát riêng, còn nước thải sản xuất sau khi đã xử lý sơ bộ trong từng nhà máy thì thoát chung và xử lý kết hợp với nước thải sinh hoạt.
Để đánh giá khả năng thoát nước, người ta thường lấy tiêu chuẩn chiều dài bình quân cống trên đầu người. Các đô thị trên thế giới tỷ lệ trung bình là 2m/người, ở nước ta tỷ lệ này tại Hà Nội, TP.Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng là 0,2 đến 0,25m/ng, còn lại chỉ đạt từ 0,05 đến 0,08m/người. Mặt khác trong từng đô thị, mật độ cống thoát nước khác nhau, khu trung tâm đặc biệt là các khu phố cũ, mật độ cống thoát nước thường cao hơn các khu vực mới xây dựng. Ngoài ra, nhiều đô thị gần như chưa có hệ thống thoát nước, nhất là các thị xã tỉnh lỵ vừa được tách tỉnh.
Theo thống kế sơ bộ của các công ty tư vấn và từ những báo cáo của các sở xây dựng, một số đô thị có hệ thống thoát nước hết sức yếu kém như: Tuy Hoà (Phú Yên). Hệ thống thoát nước mới phục vụ cho khoảng 5% diện tích đô thị, các thành phố Quy Nhơn (Bình Định) 10%, Ban Mê Thuột (Đắc Lắc) 15%, Cao Bằng 20%. Các đô thị có hệ thống thoát nước tốt nhất như Hà Nội, Hải Phòng, thành phố Hồ Chí Minh và một số đô thị nhỏ như Lào Cai, Thái Bình cũng chỉ phục vụ khoảng 60%. 6 Theo đánh giá của các công ty thoát nước, công ty môi trường đô thị tại các địa phương và các công ty tư vấn, thì có trên 50% các tuyến cống đã bị hư hỏng nghiêm trọng cần phải sửa chữa, 30% các tuyến cống đã xuống cấp, chỉ khoảng 20% vừa được xây dựng là còn tốt.
Các kênh rạch thoát nước chủ yếu là sử dụng kênh rạch tự nhiên, nền và thành bằng đất do vậy thường không ổn định. Các cống, ống thoát nước được xây dựng bằng bê tông hoặc xây gạch, tiết diện cống thường có hình tròn, hình chữ nhật, có một số tuyến cống hình trứng. Ngoài ra tại các đô thị tồn tại nhiều mương đậy nắp đan hoặc mương hở, các mương này thường có kích thước nhỏ, có nhiệm vụ thu nước mưa và nước bẩn ở các cụm dân cư. Các hố ga thu nước mưa và các giếng thăm trên mạng lưới bị hư hỏng nhiều ít được quan tâm sửa chữa gây khó khăn cho công tác quản lý.
Theo báo cáo của các công ty thoát nước và công ty môi trường đô thị, tất cả các thành phố, thị xã của cả nước đều bị ngập úng cục bộ trong mùa mưa. Có đô thị 60% đường phố bị ngập úng như Buôn Mê Thuột của Đắc Lắc. TP Hồ Chí Minh (trên 100 điểm ngập), Hà Nội (trên 30 điểm), Đà Nẵng, Hải Phòng cũng có rất nhiều điểm bị ngập úng. Thời gian ngập kéo dài từ 2 giờ đến 2 ngày, độ ngập sâu lớn nhất là 1m.
Ngoài các điểm ngập do mưa, tại một số đô thị còn có tình trạng ngập cục bộ do nước thải sinh hoạt và công nghiệp (Ban Mê Thuột, Cà Mau). 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. Trong khu vực đô thị và khu công nghiệp tính đến đầu năm 2005, mỗi ngày có khoảng 3.000 m3 nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất từ các khu công nghiệp xả trực tiếp vào nguồn tiếp nhận.
Phân bố các loại nước thải được minh hoạ ở hình 1. Cả nước hiện có 12 thành phố: Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Hạ Long, Huế, Buôn Mê Thuột, Đà Lạt, Thái Nguyên, Vũng Tàu, Cần Thơ, Bắc Ninh, Hải Dương và Vinh có các dự án có trạm xử lý nước thải đô thị công suất trên 5000 m3/ngày đêm đang trong giai đoạn qui hoạch và xây dựng. Trên tổng số 76 khu công nghiệp và chế xuất chỉ có 16 trạm xử lý nước thải tập trung, hoạt động với tổng công suất là 41. Công nghệ chủ yếu là sinh học 7 hoặc hoá học kết hợp với sinh học.
Nước thải sau xử lý đạt yêu cầu loại A hoặc loại B theo tiêu chuẩn xả nước thải công nghiệp vào nguồn nước mặt TCVN 5945 - 2005 - Nước thải công nghiệp - Tiêu chuẩn thải. Biểu đồ tổng hợp về xử lý nước thải các khu công nghiệp tập trung năm 2004 giới thiệu ở hình 1. Níc th¶i s¶n xuÊt, 980000, 32% Níc th¶i sinh Níc th¶i bÖnh ho¹t, 2010000, viÖn, 120000, 64% 4% H×nh 1. Ph©n bè níc th¶i ®« thÞ vµ khu c«ng nghiÖp x¶ vµo nguån tiÕp nhËn 1200000 1000000 800000 m3/ngµy 600000 400000 200000 0 Tæng lîng níc th¶i khu Tæng c«ng suÊt thiÕt kÕ tr¹m Tæng c«ng suÊt ho¹t déng cña c«ng nghiÖp XLNT c¸c tr¹m XLNT H×nh 1.
Xö lý níc th¶i t¹i c¸c khu c«ng nghiÖp tËp trung tÝnh ®Õn n¨m 2004 (Nguån: b¸o c¸o ®Ò tµi khoa häc träng t©m "§¸nh gi¸ diÖn biÕn m«i trêng hai vïng ph¸t triÓn kinh tÕ phÝa B¾c vµ phÝa Nam", Hµ Néi, 2004) 1. Tổng quan về việc sử dụng hồ điều hòa trong hệ thống thoát nước đô thị Mùa mưa thường có lưu lượng nước mưa rất lớn nhưng chỉ xẩy ra trong một thời gian ngắn nhất định. Hồ điều hòa có vai trò điều tiết nước mưa nhằm giảm bớt kích thước của cống dẫn, công suất trạm bơm dẫn nước. Hồ điều hòa trong các đô thị thường tận dụng hồ tự nhiên để giảm kinh phí xây dựng, nhưng trong một số trường hợp đặc biệt thì có thể xây dựng hồ nhân tạo.
Hồ điều hòa có nhiệm vụ điều tiết (tăng và giảm) lưu lượng dòng chảy nước mưa một cách tự nhiên nhằm chống úng, ngập và giảm chi phí xây dựng, quản lý hệ thống thoát nước. Ngoài ra, có thể điều chỉnh lưu lượng để phục vụ cho mục đích tưới tiêu trong sản xuất nông nghiệp, bảo vệ môi trường. Khi tính toán xác định dung 8 tích hồ điều hòa và kích thước các công trình cần căn cứ vào các số liệu về diện tích, địa hình, tính chất thoát nước của lưu vực, tài liệu khí tượng, thủy văn và địa chất công trình. Hiện nay, trong hầu hết các hệ thống thoát nước đô thị ở Việt Nam đều tồn tại hồ tự nhiên và hồ nhân tạo.
Tỷ lệ diện tích hồ điều hòa trên tổng diện tích đô thị khác nhau ở các đô thị ở Việt Nam. Tỷ lệ này phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên, vị trí địa lý của đô thị. Hồ điều hòa nước mưa tại các đô thị còn nhỏ về quy mô, thiếu công trình điều tiết nên vận hành không được đảm bảo theo khoa học, hồ mới được quan tâm trong những năm gần đây, thường chậm trễ trong việc cải tạo và nâng cấp. Nhìn chung, việc sử dụng hồ vào mục đích điều hòa nước mưa chưa hiệu quả.
Tổng quan về sử dụng mô hình toán để nghiên cứu hệ thống thoát nước đô thị 1.
