Tổng quan nghiên cứu

Huyện Thường Tín, thuộc thành phố Hà Nội, có dân số khoảng 225.289 người, trong đó chỉ khoảng 3% dân số được cung cấp nước sạch qua hệ thống cấp nước tập trung hiện có. Nhà máy nước Thị trấn Thường Tín với công suất 1.000 m³/ngày chỉ đáp ứng nhu cầu cho khoảng 6.274 người, còn lại 97% dân cư sử dụng nước giếng đào, giếng khoan và nước mưa, không đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh. Nhu cầu sử dụng nước sạch dự báo sẽ tăng mạnh do sự phát triển kinh tế, công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và các làng nghề truyền thống với 47 làng nghề trên địa bàn. Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá hiện trạng hệ thống cấp nước, dự báo nhu cầu sử dụng nước đến năm 2030, và đề xuất các giải pháp mở rộng hệ thống cấp nước huyện Thường Tín theo các giai đoạn quy hoạch nhằm nâng cao tỷ lệ dân số được tiếp cận nước sạch, đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng nước sinh hoạt theo QCVN 01:2009/BYT. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào toàn bộ hệ thống cấp nước huyện Thường Tín, với dữ liệu thu thập từ thực địa, báo cáo của các cơ quan nhà nước và các chương trình mô phỏng thủy lực. Ý nghĩa nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp cơ sở khoa học và kỹ thuật cho việc quy hoạch, đầu tư phát triển hệ thống cấp nước, góp phần cải thiện sức khỏe cộng đồng và phát triển kinh tế xã hội bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Lý thuyết quản lý tài nguyên nước: Tập trung vào khai thác, sử dụng hợp lý nguồn nước ngầm và mặt, đảm bảo bền vững tài nguyên nước trong khu vực đồng bằng Bắc Bộ.
  • Mô hình thủy lực mạng lưới cấp nước (EPANET): Ứng dụng để mô phỏng vận hành mạng lưới cấp nước, tính toán áp lực, lưu lượng, phân vùng tách mạng nhằm giảm thất thoát nước.
  • Khái niệm nước không doanh thu (Non-Revenue Water - NRW): Phân tích các thành phần thất thoát nước, nguyên nhân và chiến lược giảm thất thoát trong hệ thống cấp nước.
  • Tiêu chuẩn chất lượng nước sinh hoạt (QCVN 01:2009/BYT): Là cơ sở để đánh giá chất lượng nước sau xử lý, đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
  • Mô hình dự báo nhu cầu sử dụng nước: Dựa trên các tiêu chuẩn thiết kế Việt Nam (TCXDVN 33-2006), dự báo dân số và các hệ số điều hòa nhu cầu nước theo thời gian.

Phương pháp nghiên cứu

  • Thu thập dữ liệu: Số liệu dân số, hiện trạng cấp nước, chất lượng nguồn nước được thu thập từ các báo cáo của UBND huyện, Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Bộ Y tế và khảo sát thực địa.
  • Phân tích và xử lý số liệu: Sử dụng phương pháp thống kê mô tả, phân tích chất lượng nước, đánh giá hiện trạng mạng lưới cấp nước.
  • Mô hình thủy lực EPANET: Lập mô hình mạng lưới cấp nước huyện Thường Tín, phân vùng tách mạng, tính toán áp lực, lưu lượng và thất thoát nước theo các giai đoạn quy hoạch đến năm 2030.
  • Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến các chuyên gia trong lĩnh vực cấp thoát nước để đánh giá và đề xuất giải pháp kỹ thuật phù hợp.
  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu tập trung vào giai đoạn hiện tại (2011), dự báo đến năm 2020 và tầm nhìn đến năm 2030, phù hợp với các quyết định quy hoạch của Chính phủ và thành phố Hà Nội.

Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm toàn bộ 29 xã và thị trấn thuộc huyện Thường Tín, với dữ liệu dân số và nhu cầu nước được phân tích chi tiết theo từng xã. Phương pháp chọn mẫu dựa trên toàn bộ phạm vi nghiên cứu nhằm đảm bảo tính đại diện và toàn diện.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiện trạng cấp nước còn hạn chế: Nhà máy nước Thị trấn Thường Tín công suất 1.000 m³/ngày chỉ đáp ứng được 3% dân số (6.274 người), còn lại 97% dân cư sử dụng nước giếng đào, giếng khoan và nước mưa không đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh. Mạng lưới đường ống hiện tại dài 11.842 m, chủ yếu là mạng cụt, gây khó khăn trong vận hành và phân phối nước.

  2. Nhu cầu sử dụng nước tăng mạnh theo dự báo: Dân số dự kiến tăng từ 225.178 người năm 2011 lên khoảng 273.000 người năm 2030. Nhu cầu nước sinh hoạt dự báo tăng từ 22.105 m³/ngày năm 2011 lên 42.700 m³/ngày năm 2020 và 73.000 m³/ngày năm 2030, tương ứng với tiêu chuẩn dùng nước tăng từ 100 l/người/ngày lên 140 l/người/ngày.

  3. Nguồn nước ngầm là nguồn chính và duy nhất có khả năng đáp ứng: Tổng trữ lượng nước ngầm tiềm năng khoảng 350.120 m³/ngày, đủ đáp ứng nhu cầu cấp nước sinh hoạt và sản xuất. Tuy nhiên, chất lượng nước ngầm có các chỉ tiêu như màu sắc (35 TCU), độ đục (6 NTU), hàm lượng sắt (10,7 mg/L) và amoni (5,5 mg/L) vượt giới hạn cho phép, cần xử lý trước khi cấp nước.

  4. Phương án mở rộng hệ thống cấp nước theo giai đoạn: Đề xuất nâng công suất nhà máy nước Thị trấn Thường Tín lên 2.100 m³/ngày đến năm 2020; xây dựng các nhà máy nước mới tại xã Nguyễn Trãi (9.500 m³/ngày), Vân Tảo (12.000 m³/ngày) và Nhị Khê (32.000 m³/ngày) để phục vụ 145.945 người. Đến năm 2030, đấu nối sử dụng nước đô thị từ nhà máy nước sông Hồng cho 117.136 người và nâng công suất các nhà máy xã Nguyễn Trãi và Vân Tảo lên lần lượt 12.200 m³/ngày và 16.500 m³/ngày.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của tình trạng thiếu nước sạch là do hệ thống cấp nước tập trung hiện tại công suất thấp, mạng lưới đường ống chưa đồng bộ và chất lượng nguồn nước mặt không đảm bảo. So với các nghiên cứu trong khu vực đồng bằng Bắc Bộ, việc khai thác nước ngầm là giải pháp phổ biến nhưng đòi hỏi xử lý chất lượng nước kỹ lưỡng. Việc áp dụng mô hình EPANET giúp phân vùng tách mạng hiệu quả, giảm thất thoát nước không doanh thu, nâng cao hiệu quả vận hành. Kết quả dự báo nhu cầu nước phù hợp với các mục tiêu phát triển kinh tế xã hội của huyện và thành phố Hà Nội, đồng thời đáp ứng các tiêu chuẩn quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt. Việc đề xuất các nhà máy nước mới và nâng cấp công suất là cần thiết để đảm bảo cung cấp nước sạch cho dân cư, góp phần cải thiện sức khỏe cộng đồng và phát triển kinh tế bền vững. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ tăng trưởng dân số, biểu đồ nhu cầu nước theo giai đoạn và bảng so sánh chất lượng nước trước và sau xử lý.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Nâng cấp và mở rộng công suất nhà máy nước Thị trấn Thường Tín lên 2.100 m³/ngày trước năm 2020 nhằm đáp ứng nhu cầu cấp nước cho thị trấn, do Công ty cổ phần đầu tư xây dựng Vietcom quản lý và vận hành.

  2. Xây dựng các nhà máy nước mới tại xã Nguyễn Trãi, Vân Tảo và Nhị Khê với công suất lần lượt 9.500 m³/ngày, 12.000 m³/ngày và 32.000 m³/ngày, sử dụng nguồn nước ngầm đã được đánh giá đủ trữ lượng, hoàn thành trước năm 2020 để phục vụ các xã liên kết.

  3. Áp dụng công nghệ xử lý nước tiên tiến, tự động hóa như bể lọc tự rửa không van, bể chứa bằng thép phủ thủy tinh để nâng cao chất lượng nước, giảm chi phí vận hành và tăng tuổi thọ thiết bị.

  4. Ứng dụng phần mềm EPANET để mô phỏng thủy lực, phân vùng tách mạng và chống thất thoát nước nhằm giảm tỷ lệ nước không doanh thu xuống dưới 10% trong vòng 5 năm tới, tăng hiệu quả sử dụng nguồn nước.

  5. Đấu nối và sử dụng nước đô thị từ nhà máy nước sông Hồng cho các xã nằm trong vùng nông thôn liền kề từ năm 2030, đồng thời chuyển đổi một phần nhà máy nước Nhị Khê thành trạm bơm tăng áp để tích hợp hệ thống.

  6. Chính quyền địa phương phối hợp với các cơ quan liên quan đẩy mạnh công tác tuyên truyền, nâng cao nhận thức người dân về sử dụng nước sạch và bảo vệ nguồn nước, đồng thời tăng cường kiểm tra, giám sát chất lượng nước định kỳ.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên nước và cấp thoát nước: Sử dụng luận văn làm cơ sở khoa học để xây dựng chính sách, quy hoạch phát triển hệ thống cấp nước nông thôn và đô thị.

  2. Các nhà đầu tư và doanh nghiệp trong lĩnh vực cấp nước: Tham khảo các phương án công nghệ xử lý nước, mô hình vận hành mạng lưới và kế hoạch mở rộng công suất để triển khai dự án phù hợp.

  3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành kỹ thuật tài nguyên nước, môi trường: Nghiên cứu mô hình thủy lực, phương pháp dự báo nhu cầu nước và ứng dụng phần mềm EPANET trong thực tiễn.

  4. Chính quyền địa phương và các tổ chức cộng đồng: Áp dụng các giải pháp quản lý, vận hành và tuyên truyền nâng cao nhận thức người dân về sử dụng nước sạch, bảo vệ nguồn nước và giảm thất thoát nước.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao nguồn nước mặt không được sử dụng làm nguồn cấp nước chính cho huyện Thường Tín?
    Nguồn nước mặt như sông Hồng và sông Nhuệ có hàm lượng chất lơ lửng vượt giới hạn cho phép từ 3 đến 5 lần, đặc biệt sông Nhuệ bị ô nhiễm nặng do tiếp nhận nước thải và hoạt động sản xuất, không đảm bảo tiêu chuẩn nước sạch theo quy định của Bộ Xây dựng.

  2. Nguồn nước ngầm có đủ trữ lượng để đáp ứng nhu cầu không?
    Tổng trữ lượng nước ngầm tiềm năng khoảng 350.120 m³/ngày, đủ đáp ứng nhu cầu cấp nước sinh hoạt và sản xuất của huyện Thường Tín đến năm 2030, tuy nhiên cần xử lý chất lượng nước trước khi cấp.

  3. Phương pháp nào được sử dụng để dự báo nhu cầu sử dụng nước?
    Dự báo dựa trên dân số tăng trưởng theo tỷ lệ 1%/năm, tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt theo TCXDVN 33-2006 và các hệ số điều hòa nhu cầu nước theo mùa, kết hợp với dự báo nhu cầu nước cho dịch vụ, công cộng và thất thoát.

  4. Làm thế nào để giảm thất thoát nước trong hệ thống cấp nước?
    Ứng dụng mô hình EPANET để phân vùng tách mạng, giám sát lưu lượng ban đêm, kết hợp với các biện pháp kỹ thuật như sửa chữa rò rỉ, thay thế đường ống cũ, và nâng cao năng lực vận hành quản lý.

  5. Các công nghệ xử lý nước nào được đề xuất cho nhà máy nước mới?
    Hai phương án chính gồm xử lý nước truyền thống bằng bể bê tông cốt thép và xử lý tự động với bể lọc tự rửa không van, bể chứa bằng thép phủ thủy tinh, đảm bảo chất lượng nước đạt QCVN 01:2009/BYT và dễ dàng vận hành, bảo trì.

Kết luận

  • Hệ thống cấp nước huyện Thường Tín hiện tại chỉ đáp ứng được 3% nhu cầu dân số, còn lại 97% dân cư sử dụng nguồn nước chưa đảm bảo vệ sinh.
  • Nhu cầu sử dụng nước sạch dự báo tăng từ 22.105 m³/ngày năm 2011 lên 73.000 m³/ngày năm 2030, đòi hỏi mở rộng hệ thống cấp nước quy mô lớn.
  • Nguồn nước ngầm là nguồn duy nhất có trữ lượng đủ, nhưng cần xử lý các chỉ tiêu vượt chuẩn như sắt, amoni, độ đục trước khi cấp nước.
  • Đề xuất xây dựng và nâng cấp các nhà máy nước tại Thị trấn Thường Tín, Nguyễn Trãi, Vân Tảo và Nhị Khê theo các giai đoạn đến năm 2030, đồng thời áp dụng công nghệ xử lý hiện đại và mô hình thủy lực EPANET để tối ưu vận hành.
  • Khuyến nghị chính quyền và các bên liên quan phối hợp triển khai các giải pháp kỹ thuật, quản lý và tuyên truyền nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng nước sạch, bảo vệ nguồn nước và phát triển bền vững hệ thống cấp nước huyện Thường Tín.

Hành động tiếp theo: Triển khai các dự án mở rộng nhà máy nước theo kế hoạch, áp dụng công nghệ xử lý và mô hình mô phỏng thủy lực, đồng thời tăng cường giám sát chất lượng nước và quản lý vận hành mạng lưới cấp nước. Đề nghị các cơ quan chức năng và nhà đầu tư phối hợp chặt chẽ để đảm bảo tiến độ và hiệu quả dự án.