Nghiên cứu một số giải pháp quy hoạch cải tạo hệ thống thoát nước nhằm cải thiện điều kiện vệ sinh sông hồ ở các đô thị Việt Nam (Lấy sông Sét - Thành phố Hà Nội làm ví dụ)
Bộ giáo dục v đo tạo Bộ Xây dựng Trờng Đại học kiến trúc h nội Mai thị liên Hơng Nghiên cứu số giải pháp quy hoạch cải tạo hệ thống thoát nớc nhằm cải thiện điều kiện vệ sinh sông hồ đô thị Việt nam (lấy s«ng sÐt - thμnh hμ néi lμm vÝ dơ) Chuyên ngnh: Qui hoạch không gian v xây dựng đô thị M số: 2.17.05 tóm tắT luận án tiến sĩ kiến trúc h nội - 2006 Công trình đợc hon thnh Trờng đại học kiến trúc h nội công trình công bố liên quan tới luận án Mai Thị Liên Hơng(1999), Xử lý sinh hoá nớc thải giếng trục sâu (Deepshaft) công nghệ đạt hiệu kinh tế - kỹ thuật, Tạp chí Cấp thoát n−íc, tr.34-37 Ng−êi h−íng dÉn khoa häc: PGS TS Hoàng Văn Huệ PGS TS Trần Đức Hạ Phản biện 1: GS.TS Nguyễn Lân Phản biện 2: PGS.TS Trần Đình Khai Phản biện 3: TS Trịnh Xuân Lai Luận án đợc bảo vệ trớc Hội đồng chấm luận án tiến sĩ Kiến trúc cấp Nhà nớc họp Trờng Đại học Kiến trúc Hà Nội Vào hồi .giờ ngày .tháng năm 2006 Có thể tìm luận án tại: Th viện quốc gia Th viện Trờng Đại học Kiến trúc Hà Nội Mai Thị Liên Hơng(2004), Hệ thống nớc Hà Nội, số nhận xét đề xuất, Báo Xây dựng (số 60), tr.5 Mai Thi Lien Huong, DHKT;Do Thanh Bai, MSc, CECS; Bui Ngoc Khoa, MSc, CECS; Mr Keiichi Takao, Toyo Denka Koggyo, Japan; Mr Yashiro Kobayashi, ICETT, Japan(2004), “First studies on application of new Japanesse Technologogy natural eirculation system for wastewater treatment (NCSWT) in Viet Nam”, Viet Nam - Korea worshop on envinronment technology in water pollution prevention Ha Noi, pp.186200 Mai Thị Liên Hơng(2006), Một số giải pháp cải thiện chất lợng nớc hồ Hà Nội, Tạp Chí Xây dựng (số 6), tr.42 - 44 1 Phần A: Giới thiệu luận án đặt vấn đề Sông hồ nét đặc sắc thiếu kiến trúc đô thị, không tạo cảnh quan sinh thái mà có tiềm lớn lĩnh vực văn hoá, lịch sử, thể thao Tuy nhiên, mức độ ô nhiễm sông hồ Việt Nam ngày gia tăng phải nhận trực tiếp nớc thải sinh hoạt, nớc thải sản xuất, nớc thải bệnh viện phần chất thải rắn không qua xử lý Nhiều sông hồ có hàm lợng chất ô nhiễm theo SS, BOD, COD đà vợt quy định cho phép từ 5-10 lần, có nơi vợt 20 lần Các đô thị Việt Nam, vào mùa ma thờng xuyên bị ngập úng, tiêu cống thoát nớc tính đầu ngời thấp so với nớc giới (< 2,0 m/ngời) [57] Nhìn chung, cống thoát nớc có kích thớc bé, độ dốc nhỏ, cấu tạo cha thật hợp lý, việc quy hoạch, bố trí tuyến cống nhiều bất cập Theo Quyết định số 35/1999/QĐ-TTg ngày 5-31999 Thủ tớng Chính phủ việc phê duyệt định hớng phát triển thoát nớc đô thị Việt Nam đến năm 2020, đô thị bớc xoá bỏ tình trạng ngập úng thờng xuyên mùa m−a, sÏ cã HTTN víi c«ng nghƯ xư lý phï hợp, đảm bảo vệ sinh môi trờng, phạm vi phục vơ më réng tõ 50 - 60% lªn 80 - 90% [8] Riêng thành phố Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh, đô thị loại I, đô thị nằm vùng kinh tế trọng điểm, khu công nghiệp khu chế xuất phạm vi bao phủ HTTN đợc tăng lên 90 -100% [8] Để đạt đợc mục tiêu đồng thời giảm thiểu tình trạng ô nhiễm sông, hồ đô thị, cần thiết phải nghiên cứu cách có hệ thống giải pháp quy hoạch cải tạo thoát nớc, từ đa đề xuất phù hợp với thực tế nớc ta Vì vậy, đề tài Nghiên cứu số giải pháp quy hoạch cải tạo hệ thống thoát nớc nhằm cải thiện điều kiện vệ sinh sông hồ đô thị Việt Nam hớng nghiên cứu phù hợp với chiến lợc phát triển thoát nớc vệ sinh môi trờng đô thị Việt Nam, góp phần giải vấn đề xúc bảo vệ môi trờng đô thị Mục tiêu nghiên cứu 1- Nghiên cứu đề xuất giải pháp quy hoạch xây dựng cải tạo hệ thống thoát nớc đô thị phù hợp với điều kiện Việt Nam 2- Lựa chọn công nghệ xử lý nớc thải giải pháp kỹ thuật thích hợp nhằm cải thiện điều kiên vệ sinh sông hồ đô thị 3- áp dụng thí điểm kết nghiên cứu quy hoạch cải tạo hệ thống nớc thải lu vực sông Sét thuộc địa bàn thành phố Hà Nội Những đóng góp luận án - Xác định rõ mối quan hệ thoát nớc điều kiện vệ sinh sông hồ đô thị, làm sáng tỏ số vấn đề quy hoạch cải tạo mạng lới thoát nớc phù hợp với điều kiện tự nhiên, kinh tế, xà hội đô thị Việt Nam - Đề xuất số tiêu chí quy hoạch, thiết kế cống bao gom nớc thải, cấu tạo giếng tràn tách nớc số công trình xử lý nớc thải phù hợp với điều kiện đô thị Việt Nam - Kết nghiên cứu dùng để tham khảo thiết kế cải tạo mạng lới thoát nớc cho đô thị khác nớc Cấu trúc luận án Ngoài phần đặt vấn đề, kết luận kiến nghị, luận án gồm chơng 38 trang - Chơng I: Tổng quan - Chơng II: Đối tợng, phơng pháp nghiên cứu sở lý luận 30 trang - Chơng III: Kết nghiên cứu bàn luận 35 trang - Chơng IV: Nghiên cứu áp dụng giải pháp quy hoạch cải tạo hệ thống thoát nớc lu vực sông Sét thành phố Hà Nội 32 trang Luận án gồm : 137 trang, 13 bảng, biểu đồ, 37 hình vẽ, 30 trang phụ lục, 124 tài liệu tham khảo ( 95 tài liệu tiếng Việt, 29 tài liệu tiếng Anh) Phần B: Nội dung luận án chơng 1: tổng quan 1.1 Tình hình thoát nớc vệ sinh sông hồ số đô thị giới Qua khảo sát tình hình thoát nớc vệ sinh sông hồ đô thị số nớc giới ( Nhật, Liên Xô cũ, Đức, Thái Lan, Singapore ) thấy rằng: - Tuỳ thuộc vào điều kiện địa hình, địa chất thuỷ văn, khả tài mà có nhiều mô hình thoát nớc ma, nớc thải, thu gom xử lý nớc thải khác - Hầu hết đô thị sử dụng tối đa địa hình tự nhiên để thoát nớc ma nớc thải, kế thừa sử dụng lại hệ thống thoát nớc có để giảm giá thành đầu t, bớc đại hoá hệ thống thoát nớc xử lý nớc thải phù hợp với điều kiện kinh tế, mục đích cuối giảm ô nhiễm môi trờng, nâng cao điều kiện sống nhân dân Có thể tóm lợc trình phát triển kỹ thuật nớc số nét chủ yếu sau: 1.2 Thực trạng thoát nớc vệ sinh sông hồ số đô thị Việt Nam Theo niên giám thống kê tháng 10 năm 2005 mạng lới đô thị Việt Nam gồm 718 đô thị, có đô thị loại đặc biệt, đô thị loại 1, 13 đô thị loại 2, 23 đô thị loại 3, 54 đô thị loại 622 đô thị loại 5, 93 thành phố thị xÃ, 622 thị trấn Hiện nay, HTTN đô thị Việt Nam hệ thống thoát nớc chung Phần lớn hệ thống đợc xây dựng cách khoảng 100 năm, chủ yếu giải vấn đề thoát nớc ma, đợc sửa chữa, bảo dỡng nên đà xuống cấp Việc xây dựng bổ sung đợc thực cách chắp vá, không theo quy hoạch lâu dài, cha đáp ứng đợc yêu cầu phát triển đô thị Công tác xây dựng HTTN triển khai không đồng đà gây tình trạng ngập úng, ô nhiễm môi trờng tất đô thị nớc Hệ thống thoát nớc đô thị xây dựng dựa địa hình tự nhiên, cống mơng có độ dốc thuỷ lực thấp nên tốc độ dòng chảy nhỏ dẫn đến tình trạng lắng cặn mơng, cống, dẫn đến lắng cặn tiết diện cống bị thu hẹp làm cho dòng chảy thờng bị tắc nghẽn Nhìn chung, hệ thống mơng, cống thoát nớc đô thị Việt Nam đợc xây dựng không đồng thành phố lớn nh thành phố Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, thành phố Hải Phòng, thành phố Đà Nẵng có mật độ cống thoát nớc 0,2 - 0,25m/ngời, đô thị lại đạt 0,05 0,08m/ngời [11] Trong đô thị, mật độ cống thoát nớc khác nhau, khu trung tâm (đặc biệt khu phố cũ), mật độ cống thoát nớc thờng cao khu vực xây dựng Tuy nhiên, nhiều đô thị gần nh cha có HTTN, thị xà tỉnh lỵ vừa đợc tách tỉnh Theo kết quan trắc số điểm hệ thống sông nớc thấy hàm lợng BOD5 NH4+ vợt tiêu chuẩn cho phép từ 1,5-3 lần, hàm lợng coliform (MPN/100ml) từ 1,5 đến lần Hệ thống hồ ao, kênh, rạch sông nơi tiếp nhận vận chuyển nớc khu công nghiệp, khu dân c tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng (vợt mức tiêu chuẩn nguồn nớc mặt loại B từ đến 10 lần) Các hồ nội thành phần lớn trạng thái phú dỡng, tái nhiễm bẩn hữu Nếu không đợc quan tâm, nguy ô nhiễm gia tăng 1.3 Tổ chức quản lý thoát nớc đô thị Việt Nam Cho đến năm 2005, tổ chức quản lý, vận hành HTTN địa phơng yếu Cả nớc có công ty thoát nớc chịu trách nhiệm quản lý, vận hành, tu, bảo dỡng HTTN Đó Công ty thoát nớc Hà Nội, Công ty thoát nớc Hải Phòng, Công ty thoát nớc thành phố Hồ Chí Minh Công ty thoát nớc Bà Rịa - Vũng Tàu Đối với đô thị lại, việc tổ chức đơn vị quản lý vận hành HTTN nhiều bất cập công ty quản lý thoát nớc, thu gom rác thải nhiệm vụ khác 1.4 Tình hình thực công tác xây dựng cải tạo hệ thống thoát nớc Trong trình xây dựng cải tạo hệ thống thoát nớc đô thị Việt Nam có đặc điểm sau: - Về cấu trúc mạng + Trên sở hệ thống thoát nớc chung đà đợc xây dựng + Tiến hành phân chia lu vực thoát nớc phù hợp, cải tạo hệ thống mơng, cống cũ, xây dựng phát triển tuyến cống thu gom mới, xây dựng tuyến cống bao, giếng tách để thu nớc thải trạm xử lý + Tách nớc thải thành mạng lới thoát nớc riêng: Xây dựng hệ thống cống thu gom nớc thải riêng hoàn toàn với việc tách nớc thải từ hố ga hộ gia đình, sở sản xuất, dịch vụ - Vấn đề thu gom nớc thải số đô thị đà xây dựng hệ thống cống bao giếng tách để thu gom nớc thải sinh hoạt loại nớc thải đô thị, nh thành phố Hạ Long, thành phố Đà Nẵng, thành phố Vũng Tàu thành phố Hồ Chí Minh Tại đô thị này, trình nghiên cứu, thiết kế đà phân chia mạng lới thoát nớc thành nhiều lu vực nhỏ, tuyến cống thu gom đợc đặt dọc nguồn tiếp nhận nớc 5 - Xư lý n−íc th¶i HiƯn nay, mét số đô thị xây dựng chuẩn bị xây dựng trạm XLNT Tuy nhiên, trạm có công suất nhỏ, dây chuyền công nghệ tùy thuộc vào địa hình đô thị, khả tài chính, vật t, thiết bị nhà tài trợ 1.5 Những vấn đề đặt nghiên cứu quy hoạch cải tạo hệ thống thoát nớc * Hệ thống thoát nớc đô thị Việt Nam HTTN chung Hình thành từ cống thoát nớc ma, với phát triển đô thị, tuyến cống thực nhiệm vụ thoát nớc thải nớc ma Trong trình xây dựng phát triển, quy hoạch nên khu đô thị cũ khu đô thị không đợc xây dựng đồng gây cân đối mạng cấp 1, cấp 2, cấp Do đó, HTTN toàn đô thị không đủ khả tiêu thoát nớc * Quá trình đô thị hoá, mật độ dân c tăng, rác nớc thải xả bừa bÃi làm cho diện tích mặt nớc, độ sâu sông hồ giảm, tải lợng chất bẩn gia tăng nguồn nớc bị ô nhiễm Điều đòi hỏi phải có giải pháp bảo vệ môi trờng sông hồ đô thị cách hữu hiệu * Hệ thống thoát nớc XLNT Việt Nam cha đợc xây dựng đồng sở kỹ thuật hạ tầng khác, quy hoạch xây dựng cải tạo HTTN cần đợc tiến hành đồng thời đầy đủ với quy hoạch chung xây dựng * Việc quy hoạch, quản lý, xây dựng HTTN cha hợp lý, phối hợp ngành cha chặt chẽ nên đà gây không khó khăn cho việc quản lý HTTN XLNT - áp dụng thí điểm kết nghiên cứu quy hoạch cải tạo hệ thống thoát nớc với lu vực sông Sét thành phố Hà Nội 2.3 Các phơng pháp nghiên cứu - Phơng pháp điều tra khảo sát - Phơng pháp thống kê - Phơng pháp kế thừa, tổng hợp phân tích số liệu - Phơng pháp tổ chức hội thảo lấy ý kiến chuyên gia nhà quản lý - Phơng pháp kiểm chứng thực tế thông qua ví dụ thiết kế cải tạo tuyến thoát nớc lu vực sông Sét - thành phố Hà Nội 2.4 Định hớng thoát nớc đô thị Việt Nam đến năm 2020 - Thiết lập hệ thống hành tốt - Cải tiến máy quản lý doanh nghiệp nhà nớc - Tập trung nguồn vốn nhằm phát triển hạ tầng sở - Phát triển đô thị đôi với xây dựng đồng sở hạ tầng kỹ thuật nh giao thông liên lạc, cấp điện, cấp thoát nớc, vệ sinh phân rác, bảo vệ môi trờng - Kết hợp cải tạo với xây dựng 2.5 Vai trò, chức sông, hồ hệ thống thoát nớc Sông hồ đô thị đóng vai trò quan trọng hệ thống thoát nớc bảo vệ môi trờng sinh thái tự nhiên, yêu cầu sử dụng vị trí, sông hồ có chức riêng thực tổng hợp tất chức nêu dới đây: - điều hoà thoát nớc ma thu gom nớc thải [30] - Xử lý sơ nớc thải cải thiện vệ sinh môi trờng đô thị [53] - Tạo cảnh quan môi trờng, điều hoà vi khí hậu - Nuôi trồng thủy sản - Giao thông đô thị 2.6 Khả tự làm nguồn nớc yếu tố ảnh hởng Tự làm nguồn nớc trình phục hồi lại trạng thái chất lợng nớc ban đầu nhờ trình thuỷ động học, vật lí, hoá học, sinh hoá diễn nguồn nớc Đây trình tổng hợp yếu tố tự nhiên Khả tự làm nguồn nớc phụ thuộc vào loạt điều kiện nh thành phần, tính chất nớc thải, đặc điểm hình thái chế độ thuỷ động học nguồn nớc, đặc điểm khí hậu khu vực Khi xả nớc thải vào nguồn phân bố nồng độ chất bẩn theo chiều dài dòng chảy đợc biểu diễn theo sơ đồ.[ Hình 2.3] Sự phân bố nồng độ chất bẩn khu vực bị ảnh hởng nớc thải thay ®ỉi theo vïng [30]: - Vïng I: Vïng x¸o trộn nớc thải với nớc nguồn nhờ trình khuyếch tán tạo tia (Cnt>C1max>C0) - Vùng II: Vùng pha loÃng nớc thải nhờ khuếch tán chất bẩn dòng chảy theo chiều (nếu độ sâu lớn) chiều (nếu độ sâu bé) (C2max>C0) CHơng 2: Đối tợng, phơng pháp nghiên cứu v sở lý luận 2.1 Đối tợng phạm vi nghiên cứu - Đối tợng nghiên cứu hệ thống thoát nớc đô thị có sông, hồ chảy qua ví dụ nh: Thành Hµ Néi, thµnh Hå ChÝ Minh, thµnh Hải Phòng - Phạm vi nghiên cứu giới hạn giải pháp quy hoạch xây dựng cải tạo hệ thống thoát nớc, xử lý nớc thải để cải thiện vệ sinh sông hồ đô thị Việt Nam Nh vậy, luận án đề cập tới đô thị đ có hệ thống thoát nớc có sông, suối, hồ, ao gắn kết với hệ thống thoát n−íc 2 Néi dung nghiªn cøu - Nghiªn cøu tổng quan thoát nớc vệ sinh sông hồ đô thị - Nghiên cứu sở lý luận thực tiễn quy hoạch xây dựng cải tạo hệ thống thoát nớc với bảo vệ vệ sinh sông hồ đô thị - Nghiên cứu đề xuất giải pháp quy hoạch xây dựng cải tạo hệ thống thoát nớc nhằm cải thiện vệ sinh sông hồ đô thị phù hợp với điều kiện Việt Nam 7 - Vùng III: Vùng xáo trộn hoàn toàn nớc thải nhờ khuyếch tán theo chiều Ox; nồng độ chất bẩn điểm mặt cắt ngang dòng chảy nh (C3tb>C0) - Vùng IV: Vùng phân huỷ chuyển hoá chất bẩn để phục hồi lại trạng thái chất lợng nớc ban đầu (C4tb C0) - Vùng V: Vùng chất lợng nớc đợc phục hồi (C5