Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh đô thị hóa nhanh chóng tại Thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là huyện Bình Chánh với dân số khoảng 846.000 người và mật độ dân số đạt 3.350 người/km², việc đảm bảo an toàn cấp nước sinh hoạt trở thành một thách thức lớn. Hệ thống cấp nước tập trung tại xã Bình Chánh hiện đang phục vụ hơn 6.149 khách hàng với tổng chiều dài mạng lưới 70,06 km, tuy nhiên vẫn tồn tại nhiều vấn đề như áp lực nước yếu, mất nước cục bộ vào giờ cao điểm và mạng lưới chưa đồng bộ. Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá hiện trạng hệ thống cấp nước tập trung tại xã Bình Chánh, đề xuất các giải pháp phù hợp nhằm đảm bảo cấp nước an toàn trong giai đoạn trước mắt và lâu dài, đồng thời xây dựng kế hoạch cấp nước an toàn (KHCNAT) phù hợp với điều kiện thực tế. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào hệ thống cấp nước tập trung tại xã Bình Chánh, huyện Bình Chánh, Thành phố Hồ Chí Minh, với dữ liệu thu thập từ năm 2017 đến 2021. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao chất lượng nước, đảm bảo cung cấp nước liên tục, đủ áp lực, góp phần cải thiện sức khỏe cộng đồng và phát triển bền vững hệ thống cấp nước nông thôn trong khu vực.

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 rủi ro trong cấp nước an toàn, trong đó nổi bật là Kế hoạch Cấp nước An toàn (KHCNAT) do Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) khởi xướng nhằm quản lý rủi ro và ngăn ngừa các nguy cơ từ nguồn nước đến người tiêu dùng. Các khái niệm chính bao gồm: mối nguy hại (vật lý, vi sinh, hóa học, khác), đánh giá rủi ro (dựa trên tần suất và mức độ tác động), biện pháp kiểm soát (BPKS), quy trình vận hành và kiểm chứng hiệu quả KHCNAT. Mô hình ma trận đánh giá rủi ro bán định lượng được áp dụng để phân loại mức độ rủi ro thành thấp, trung bình và cao, từ đó ưu tiên các biện pháp xử lý phù hợp. Ngoài ra, các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước (QCVN 01-1:2018/BYT) và các văn bản pháp luật liên quan như Thông tư 08/2012/TT-BXD cũng được sử dụng làm cơ sở pháp lý và kỹ thuật cho nghiên cứu.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp tiếp cận đa chiều gồm: khảo sát thực địa, phỏng vấn chuyên gia và nhân viên vận hành, phân tích tổng kết kinh nghiệm trong và ngoài nước, cùng với mô phỏng thủy lực bằng phần mềm WaterGem. Dữ liệu sơ cấp được thu thập qua 10 lần khảo sát thực địa tại các trạm cấp nước Bình Chánh 1, 2, 3, cùng với số liệu vận hành, báo cáo sự cố và chất lượng nước từ năm 2017 đến 2020. Cỡ mẫu phỏng vấn gồm các cán bộ quản lý, kỹ thuật viên, nhân viên vận hành và kinh doanh tại Xí nghiệp Cấp nước Sinh hoạt Nông thôn TPHCM, với tổng cộng 18 buổi làm việc. Phương pháp phân tích rủi ro bán định lượng được áp dụng để đánh giá tần suất và mức độ tác động của các mối nguy hại, từ đó xây dựng ma trận rủi ro. Phương pháp tính toán chi phí lợi ích được sử dụng để đề xuất các giải pháp đầu tư phù hợp cho giai đoạn trước mắt (2022-2025) và lâu dài (2025-2030). Phần mềm WaterGem hỗ trợ mô phỏng thủy lực mạng lưới nhằm đánh giá áp lực và lưu lượng nước, từ đó đề xuất các giải pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả vận hành.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiện trạng hệ thống cấp nước: Hệ thống cấp nước tập trung xã Bình Chánh hiện có 3 trạm cấp nước, trong đó chỉ trạm Bình Chánh 1 đang hoạt động với công suất vượt thiết kế, kết hợp nguồn nước mặt từ Nhà máy nước Thủ Đức. Tổng chiều dài mạng lưới phân phối là 70,06 km với hơn 6.149 khách hàng. Tỷ lệ hộ dân được cấp nước sạch đạt 100%, tuy nhiên áp lực nước yếu và mất nước cục bộ xảy ra thường xuyên, đặc biệt vào giờ cao điểm.

  2. Mức độ rủi ro các mối nguy hại: Qua ma trận đánh giá rủi ro, các mối nguy hại vật lý và vi sinh có tần suất xuất hiện cao, mức độ tác động lớn, được xếp vào nhóm rủi ro cao cần ưu tiên kiểm soát. Các mối nguy hóa học và khác có mức độ rủi ro trung bình đến thấp. Ví dụ, sự cố vỡ ống do áp lực âm gây ô nhiễm nguồn nước và thất thoát nước chiếm tỷ lệ khoảng 15% tổng số sự cố ghi nhận.

  3. Hiệu quả vận hành và chất lượng nước: Chất lượng nước sau xử lý tại trạm Bình Chánh 1 đạt quy chuẩn QCVN 01-1:2018/BYT, tỷ lệ mẫu đạt chuẩn trên 98%. Tuy nhiên, áp lực mạng lưới chưa đồng đều, với khu vực cuối mạng lưới có áp lực thấp hơn 0,2 bar so với yêu cầu kỹ thuật, gây khó khăn trong việc cung cấp nước liên tục.

  4. Chi phí và lợi ích đầu tư: Dự toán kinh phí đầu tư giai đoạn 2022-2025 khoảng X tỷ đồng tập trung vào nâng cấp tuyến ống truyền tải và tăng áp bơm, dự kiến nâng cao áp lực mạng lưới lên 15-20%. Giai đoạn 2025-2030 đầu tư phát triển mạng lưới cấp nước thông minh với chi phí dự kiến cao hơn nhưng mang lại lợi ích bền vững về giảm thất thoát nước và nâng cao chất lượng dịch vụ.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của các vấn đề hiện tại là do hệ thống cấp nước được đầu tư từ nhiều giai đoạn khác nhau, chưa đồng bộ về tiêu chuẩn kỹ thuật và vật liệu, cùng với khoảng cách nguồn cấp nước mặt xa hơn 35 km gây áp lực truyền tải lớn. So với các nghiên cứu tại các tỉnh khác, mức độ rủi ro vật lý và vi sinh tại Bình Chánh tương đương nhưng áp lực mạng lưới yếu hơn do đặc thù địa lý và hạ tầng chưa hoàn chỉnh. Việc áp dụng KHCNAT theo hướng dẫn của WHO và Bộ Xây dựng giúp hệ thống có khả năng nhận diện và kiểm soát rủi ro hiệu quả hơn, đồng thời nâng cao nhận thức của cộng đồng và nhân viên vận hành. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ áp lực mạng lưới theo thời gian và bảng phân loại mức độ rủi ro các mối nguy hại, giúp minh bạch và dễ dàng theo dõi hiệu quả các biện pháp kiểm soát.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Nâng cấp mạng lưới truyền tải và phân phối: Tăng cường đầu tư thay thế các tuyến ống có đường kính nhỏ, không đồng bộ bằng vật liệu hiện đại, đồng thời hoàn thiện các tuyến ống cấp 1, 2 với đường kính D1500 mm và D1000 mm dự kiến hoàn thành sau năm 2025 nhằm giảm áp lực truyền tải và hạn chế mất nước.

  2. Xây dựng và duy trì Ban cấp nước an toàn: Thành lập Ban chỉ đạo cấp nước an toàn tại Xí nghiệp với sự tham gia của các chuyên gia, cán bộ quản lý và vận hành để xây dựng, giám sát và cập nhật kế hoạch cấp nước an toàn liên tục, đảm bảo phản ứng kịp thời với các sự cố.

  3. Ứng dụng công nghệ thông minh trong quản lý mạng lưới: Triển khai hệ thống giám sát áp lực, lưu lượng và chất lượng nước tự động, áp dụng phần mềm quản lý mạng lưới thông minh nhằm phát hiện sớm sự cố, giảm thất thoát nước và nâng cao hiệu quả vận hành trong vòng 3-5 năm tới.

  4. Tăng cường đào tạo và nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên môn cho nhân viên vận hành và truyền thông nâng cao nhận thức người dân về sử dụng nước sạch an toàn, bảo vệ nguồn nước, góp phần giảm thiểu các rủi ro liên quan đến ô nhiễm và sự cố.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà quản lý cấp nước đô thị và nông thôn: Luận văn cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn để xây dựng kế hoạch cấp nước an toàn, giúp nâng cao hiệu quả quản lý và vận hành hệ thống cấp nước.

  2. Chuyên gia kỹ thuật và nhân viên vận hành: Tài liệu chi tiết về các mối nguy hại, phương pháp đánh giá rủi ro và giải pháp kỹ thuật giúp cải thiện chất lượng nước và ổn định áp lực mạng lưới.

  3. Các nhà hoạch định chính sách và cơ quan quản lý nhà nước: Cung cấp thông tin về thực trạng, các văn bản pháp luật liên quan và đề xuất chính sách hỗ trợ phát triển hệ thống cấp nước an toàn, bền vững.

  4. Các tổ chức nghiên cứu và đào tạo trong lĩnh vực cấp thoát nước: Là tài liệu tham khảo hữu ích cho việc nghiên cứu, giảng dạy và phát triển các mô hình cấp nước an toàn phù hợp với điều kiện Việt Nam.

Câu hỏi thường gặp

  1. Kế hoạch cấp nước an toàn (KHCNAT) là gì?
    KHCNAT là chương trình quản lý rủi ro nhằm đảm bảo cung cấp nước sạch, an toàn từ nguồn đến người tiêu dùng, bao gồm nhận diện mối nguy, đánh giá rủi ro và áp dụng biện pháp kiểm soát. Ví dụ, WHO đã triển khai KHCNAT tại nhiều quốc gia để giảm thiểu bệnh liên quan đến nước.

  2. Tại sao áp lực nước yếu lại là vấn đề nghiêm trọng?
    Áp lực nước yếu gây khó khăn trong việc cung cấp nước liên tục, làm tăng nguy cơ ô nhiễm do áp lực âm gây hút ngược các chất bẩn vào mạng lưới. Tại Bình Chánh, áp lực thấp vào giờ cao điểm là nguyên nhân chính gây mất nước cục bộ.

  3. Phần mềm WaterGem được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu?
    WaterGem mô phỏng thủy lực mạng lưới cấp nước dựa trên dữ liệu chiều dài ống, vật liệu, áp lực và lưu lượng tiêu thụ, giúp đánh giá hiệu quả vận hành và đề xuất giải pháp kỹ thuật phù hợp.

  4. Các biện pháp kiểm soát mối nguy hại cao là gì?
    Bao gồm nâng cấp hệ thống đường ống, tăng áp bơm, giám sát chất lượng nước thường xuyên, và đào tạo nhân viên vận hành. Ví dụ, lắp đặt van điều tiết chống va đập nước giúp giảm sự cố vỡ ống.

  5. Chi phí đầu tư cho các giải pháp được tính toán như thế nào?
    Chi phí được tính dựa trên đơn giá thiết bị, nhân công và dự kiến sản lượng nước cung cấp tăng lên, kết hợp phân tích chi phí lợi ích nhằm đảm bảo hiệu quả kinh tế và bền vững trong dài hạn.

Kết luận

  • Đã đánh giá chi tiết hiện trạng hệ thống cấp nước tập trung xã Bình Chánh với hơn 6.149 khách hàng và mạng lưới dài 70 km, xác định các tồn tại về áp lực và chất lượng nước.
  • Xác định và phân loại các mối nguy hại theo mức độ rủi ro, ưu tiên kiểm soát các mối nguy vật lý và vi sinh có tần suất cao.
  • Đề xuất xây dựng Ban cấp nước an toàn, áp dụng KHCNAT theo hướng dẫn của WHO và Bộ Xây dựng, đồng thời ứng dụng công nghệ thông minh trong quản lý mạng lưới.
  • Tính toán chi phí đầu tư cho giai đoạn trước mắt (2022-2025) và lâu dài (2025-2030) nhằm nâng cao hiệu quả vận hành và đảm bảo cấp nước an toàn liên tục.
  • Khuyến nghị các bước tiếp theo bao gồm hoàn thiện đầu tư hạ tầng, đào tạo nhân lực và tăng cường truyền thông cộng đồng để phát triển hệ thống cấp nước bền vững.

Luận văn là tài liệu tham khảo quan trọng cho các nhà quản lý, chuyên gia kỹ thuật và cơ quan quản lý trong lĩnh vực cấp thoát nước, góp phần nâng cao chất lượng dịch vụ và bảo vệ sức khỏe cộng đồng tại khu vực nông thôn Thành phố Hồ Chí Minh.