Untitled 30 Soá 4 naêm 2018 Khoa học Công nghệ và đổi mới sáng tạo Khó khăn trong việc cấp nước cho vùng núi đá vôi Vấn đề cấp nước được xem là một trong những tiêu chí quan trọng trong chiến lược phá[.]
Khoa học - Công nghệ đổi sáng tạo Công nghệ Cấp nướC không dùng Điện (paT) Lần Đầu Tiên ĐượC Triển khai Tại việT nam ThS Hồ Tiến Chung Viện Khoa học địa chất khoáng sản, Bộ Tài nguyên Môi trường Nhiệm vụ hợp tác quốc tế khoa học công nghệ (KH&CN) theo Nghị định thư: “Nghiên cứu triển khai công nghệ khai thác sử dụng bền vững nguồn tài nguyên vùng núi đá vôi Việt Nam, áp dụng thử nghiệm số khu vực thuộc Cơng viên địa chất tồn cầu cao nguyên đá Đồng Văn, Hà Giang” (Kawatech) Viện Khoa học địa chất khoáng sản (Bộ Tài nguyên Mơi trường) chủ trì, phối hợp với UBND tỉnh Hà Giang, Trường Đại học Thủy lợi, Viện Quản lý nước lưu vực sông thuộc Viện Quản lý tài nguyên nước kỹ thuật môi trường (đối tác CHLB Đức) thực giải khó khăn việc cấp nước cho vùng núi đá vôi Một giải pháp công nghệ quan trọng Kawatech ứng dụng công nghệ bơm PAT (cấp nước không dùng điện) từ thủy điện Séo Hồ (độ cao 705 m) lên bể chứa đặt Má Ú (độ cao 1.250 m), từ nước phân phối tới thị trấn Đồng Văn xã lân cận Khó khăn việc cấp nước cho vùng núi đá vôi Vấn đề cấp nước xem tiêu chí quan trọng chiến lược phát triển bền vững vùng núi đá vôi Việt Nam, có cao nguyên đá Đồng Văn Những khó khăn chủ yếu địa hình núi cao, hiểm trở, khả tìm kiếm nguồn nước mặt thấp, việc tìm kiếm, xác định nơi có nước ngầm khó khăn sâu (chủ yếu liên quan đến hang động) Ngay tìm hang động có nước ngầm việc khai thác chúng khơng đơn giản Tại địa bàn cao nguyên đá Đồng Văn, ngồi khu vực thị trấn, huyện lỵ có mạng lưới phân phối nước tập trung, lại chủ yếu cấp nước mang tính tự phát Nhà nước đầu tư nghiên cứu để phát triển 30 giải pháp cấp nước khác nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng nước người dân, đặc biệt mùa khơ hạn, phải kể đến giải pháp như: Hồ treo, bơm nước truyền thống từ sơng suối, thu gom nước từ mó nước trữ vào bể để phân phối cho hộ gia đình, thu trữ nước mưa quy mơ hộ gia đình… Những giải pháp với cách khai thác nước truyền thống bà địa phương góp phần giải phần khó khăn nước mùa khô hạn Tuy nhiên, qua thời gian, giải pháp bộc lộ hạn chế định: Giải pháp trang bị chum đựng nước tài trợ UNICEF năm 2001 cho số xã vùng cao khu vực Mèo Vạc (Hà Giang) không phát huy nhiều tác dụng bị vỡ nước có nhiều côn trùng; giải pháp xây dựng bể chứa nước cho hộ gia đình tương đối hiệu quả, nhiên chi Số năm 2018 phí đầu tư cao nguồn cung cấp nước thất thường (vẫn bị thiếu vào mùa khô hạn); giải pháp khai thác nước hang động, sử dụng hệ thống máy bơm điện pha thông thường, bơm lên bể chứa trung tâm, từ phân phối cho hộ dân xung quanh đầu tư lớn, không phát huy hiệu khó khăn khâu vận hành, chi phí cao (sử dụng nhiều điện); giải pháp hồ treo tốn kém, hay bị hư hỏng, nhiều không đủ nước để trữ, nước vệ sinh, không thân thiện với mơi trường, khơng hài hịa với cảnh quan… Sự nỗ lực nhà khoa học Trên giới, vấn đề nghiên cứu, điều tra, tìm kiếm nước vùng núi đá vôi tiến hành cách hàng trăm năm Đặc biệt, khoảng 20 năm trở lại đây, nhà khoa học hợp tác với chương khoa học - công nghệ đổi sáng tạo trình lớn, dài Chương trình đối sánh địa chất quốc tế UNESCO phối hợp Hiệp hội nhà khoa học địa chất quốc tế đồng chủ trì Các nghiên cứu (Địa chất, khí hậu, thủy văn thành tạo karst; Các q trình karst chu trình carbon tồn cầu; đối sánh toàn cầu địa chất thủy văn karst hệ sinh thái tương ứng; Nghiên cứu toàn cầu tầng chứa nước tài nguyên nước karst; Biến đổi môi trường phát triển bền vững hệ thống karst) Chương trình đạt nhiều tiến mới, nhiều kỹ thuật như: Thí nghiệm thả chất thị theo dõi trình lưu chuyển nước đất; phương pháp địa vật lý định vị khu vực có khả chứa nước; đánh giá tính dễ bị tổn thương, dễ bị ô nhiễm nước đất… Tuy nhiên, hầu hết nghiên cứu thừa nhận rằng, tìm thấy nước vùng đá vơi khó, khai thác cách bền vững lại cịn khó hơn, nhiều trường hợp địi hỏi phải có cơng nghệ đặc thù, chi phí tốn Ở Việt Nam, Nhà nước trọng tạo điều kiện cho việc nghiên cứu khoa học, tìm kiếm giải pháp mới, góp phần cải thiện vấn đề cung cấp nước vùng đá vơi, gần kể đến đề tài cấp nhà nước (mã số KC.08.19/06-10): “Nghiên cứu hình thành, phân bố đề xuất hệ phương pháp đánh giá sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng đá vôi Đông Bắc Việt Nam” Mặc dù vậy, nhìn chung nghiên cứu tài ngun nước vùng đá vơi cịn hạn chế chưa hệ thống Với loạt hoạt động hợp tác quốc tế khoảng 20 năm trở lại đây, nhiều phương pháp nghiên cứu giới thiệu bước đầu đạt số kết Song việc khai thác, sử dụng hợp lý tài nguyên nước chưa có giải pháp mang tính đột phá giới thiệu triển khai áp dụng Trong hợp tác quốc tế, 20 năm qua có số đợt khảo sát hang động chủ yếu đoàn chuyên gia từ Anh, Úc, Ý, Tây Ban Nha Pháp phối hợp với số sở nghiên cứu khoa học Việt Nam thực Trong đáng ý đợt khảo sát hang động gắn nghiên cứu địa chất với vấn đề tìm kiếm, quản lý bền vững tài nguyên đất nước, phát triển nông thôn vùng núi đá vôi với bảo tồn thiên nhiên… nhà khoa học Vương quốc Bỉ hợp tác với Viện Khoa học địa chất khoáng sản thực liên tục từ năm 1993 đến Kết hợp tác nghiên cứu góp phần thành lập Khu bảo tồn thiên nhiên Ngọc Sơn - Ngổ Lng Hịa Bình đặc biệt Cơng viên địa chất tồn cầu cao ngun đá Đồng Văn Hà Giang Tuy nhiên, dự án hợp tác ý tìm nguồn nước chưa có giải pháp khai thác, sử dụng chúng cách ổn định, thường xun tiết kiệm Cơng nghệ bơm PAT góp phần giải toán cho việc cấp nước vùng núi đá vôi Được đồng ý quan chức năng, Viện Khoa học địa chất khoáng sản (Bộ Tài ngun Mơi trường) chủ trì phối hợp với UBND tỉnh Hà Giang, Trường Đại học Thủy lợi, Viện Quản lý nước lưu vực sông thuộc Viện Quản lý tài nguyên nước kỹ thuật môi trường (đối tác CHLB Đức) thực nhiệm vụ hợp tác quốc tế KH&CN theo Nghị định thư: “Nghiên cứu triển khai công nghệ khai thác sử dụng bền vững nguồn tài nguyên vùng núi đá vôi Việt Nam, áp dụng thử nghiệm số khu vực thuộc Cơng viên địa chất tồn cầu cao ngun đá Đồng Văn, Hà Giang” (Kawatech) Mục tiêu nhiệm vụ góp phần cải thiện vấn đề cung cấp nước cho cộng đồng địa phương vùng núi đá vôi Việt Nam sở nghiên cứu, triển khai công nghệ khai thác, sử dụng nước bền vững, áp dụng thử nghiệm số khu vực thuộc Cơng viên địa chất tồn cầu cao nguyên đá Đồng Văn, tỉnh Hà Giang Một hợp phần quan trọng nhiệm vụ nâng cấp hạ tầng kỹ thuật phục vụ lắp đặt hệ thống cấp nước không dùng điện theo công nghệ PAT - công nghệ lần áp dụng Việt Nam Công nghệ PAT (Pumps As Turbines) thiết kế ứng dụng vào nhiều điều kiện khác nhau, phụ thuộc vào đặc điểm khu vực Tuy nhiên vắn tắt nguyên tắc hoạt động hệ thống bơm theo hình Sử dụng độ chênh áp lực cột nước (H) (có thể ngồi hang động) nước tích trữ sử dụng để làm quay hệ thống turbine, hệ thống turbine quay tạo động hình mơ hình giản lược hệ thống paT Số năm 2018 31 Khoa học - Cơng nghệ đổi sáng tạo định (Qelectr) Nguồn lượng chuyển hóa thành điện nhà máy thủy điện Tuy nhiên, thực tế, động chuyển tiếp sang hệ thống turbine khác nối trực tiếp với hệ thống máy bơm cao áp Hệ thống máy bơm bơm phần nước áp lực lên cao (Q2) Như ta có: Q1 = Qelectr + QPAT Trong đó: Q1 tổng lưu lượng nước cung cấp cho tồn hệ thống; Qelectr lưu lượng nước sử dụng để phát điện; QPAT lưu lượng nước dùng để bơm nước Q2 = (QPAT * H * ƞ)/hf Trong đó: Q2 lưu lượng nước bơm lên đỉnh Má Ú; H chiều cao cột nước cấp; ƞ hệ số tổn thất hệ thống máy bơm; hf chiều cao cột nước cần bơm Công nghệ bơm PAT khơng dùng đến nguồn lượng bên ngồi, cịn cho phép phát điện để thắp sáng vận hành hệ thống máy bơm cấp nước áp dụng cho thủy điện Cơng nghệ thỏa mãn tiêu chí bản: Bơm nước lên cao; không sử dụng nguồn lượng bên ngồi phục vụ cơng tác bơm nước; thiết kế đơn giản, dễ vận hành Trên thực tế, công nghệ triển khai ứng dụng thành công vùng núi đá vôi thuộc tỉnh Yogyakarta (Indonesia) từ năm 2010 Ở vùng có đặc điểm khí hậu Đồng Văn, đặc biệt vào mùa khô, thủy điện nhỏ nhỏ thiết kế theo hình thức khơng có hồ chứa, thường hoạt động phạm vi hiệu suất thấp giảm đáng kể tổ máy hoạt động với lưu lượng thấp 32 Đồn cơng tác Bộ kh&Cn kiểm tra nhà máy bơm nước, thơn Xéo hồ, xã Thài phìn Tủng, huyện Đồng văn tháng 10/2017 Kết nhà máy phải ngừng hoạt động hoạt động với hiệu suất thấp lượng nước quý giá không sử dụng đến Để tận dụng khai thác nguồn nước này, Kawatech phát triển mô đun thủy lực bơm nước từ Thủy điện Séo Hồ (độ cao tuyệt đối 705 m) cung cấp cho Đồng Văn theo công nghệ PAT với máy bơm áp lực cao Nước lấy từ Thủy điện Séo Hồ đưa vào bể chứa đặt yên ngựa Má Ú (độ cao tuyệt đối 1.250 m) Từ đây, nước phân phối tới hệ thống đường ống đến thị trấn Đồng Văn, thuộc xã Sảng Ma Sao, lân cận phía đơng bắc thị trấn Đồng Văn Kawatech thực hợp phần: 1) Nâng cấp hạ tầng kỹ thuật phục vụ lắp đặt hệ thống cấp nước không dùng điện theo công nghệ PAT (đến hợp phần hoàn thành 90% khối lượng cơng việc; lắp đặt Số năm 2018 xong hệ thống máy bơm đáp ứng yêu cầu bơm nước lên cao trình 600 m với cơng suất 1.500 m3/ngày đêm); 2) Xây dựng hệ thống phân phối nước cho thị trấn Đồng Văn khu vực lân cận từ ứng dụng cơng nghệ PAT (đã hồn thành khoảng 90% khối lượng công việc); 3) Xây dựng đường ống áp lực cho mô đun cấp nước không dùng điện theo công nghệ PAT huyện Đồng Văn (xây dựng tuyến ống kết nối nguồn cấp nước từ hệ thống máy bơm Séo Hồ lên bể chứa 200 m3 thôn Má Ú dài 2.500 m, từ cấp cho bể cịn lại hợp phần Đến nay, hợp phần hoàn thành phần giải phóng mặt bằng, đền bù cho dân, thời gian xây lắp Dự kiến, toàn khối lượng cơng việc hồn thành tháng 4/2018 ? ... hợp phần quan trọng nhiệm vụ nâng cấp hạ tầng kỹ thuật phục vụ lắp đặt hệ thống cấp nước không dùng điện theo công nghệ PAT - công nghệ lần áp dụng Việt Nam Công nghệ PAT (Pumps As Turbines) thiết... phối nước cho thị trấn Đồng Văn khu vực lân cận từ ứng dụng công nghệ PAT (đã hoàn thành khoảng 90% khối lượng công việc); 3) Xây dựng đường ống áp lực cho mô đun cấp nước không dùng điện theo công. .. thống cấp nước không dùng điện theo cơng nghệ PAT (đến hợp phần hồn thành 90% khối lượng công việc; lắp đặt Số năm 2018 xong hệ thống máy bơm đáp ứng yêu cầu bơm nước lên cao trình 600 m với công