Untitled i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình do tôi tự nghiên cứu và thực hiện Các số liệu, kết quả trong luận văn này được lấy dựa trên những nguồn tài liệu chính xác, đáng tin cậy và c[.]
Tính cấp thiết của đề tài
Thủ đô Hà Nội, trung tâm chính trị và hành chính của Việt Nam, nổi bật với vai trò là trung tâm văn hóa, khoa học, đào tạo, kinh tế và du lịch Thành phố đang trải qua quá trình đô thị hóa nhanh chóng, mang đến môi trường sống và giải trí chất lượng cao cho cư dân Sự gia tăng dân số cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các hoạt động kinh tế - xã hội đã dẫn đến nhu cầu ngày càng cao về nước sạch, cả về chất lượng và số lượng.
Hiện nay, tổng sản lượng cấp nước đạt khoảng 900 nghìn m³/ngày, trong khi nhu cầu sử dụng nước hàng năm dự kiến tăng từ 2-3% Vào mùa hè, nhu cầu nước có thể tăng đột biến từ 10-15%, dẫn đến thiếu hụt từ 40.000 đến 60.000 m³/ngày Chế độ thủy văn Sông Hồng cũng ảnh hưởng đến việc khai thác nước ngầm, khiến nguồn nước này suy giảm khoảng 1-2% mỗi năm Nguồn nước ngầm đang tiếp tục bị suy thoái và không có quỹ đất dự phòng để khoan bổ sung các giếng nước Nhà máy nước Sông Đà là nguồn cung cấp quan trọng, chiếm 27% tổng lượng nước của thành phố Do đó, sự cố như vỡ ống nước Sông Đà hoặc giảm công suất khai thác sẽ gây ra tình trạng thiếu nước, ảnh hưởng lớn đến đời sống và hoạt động kinh tế của người dân.
Để đảm bảo an ninh nguồn nước cho thành phố Hà Nội, cần đẩy nhanh các dự án phát triển nguồn nước như xây dựng nhà máy nước mặt Sông Hồng và Sông Đuống, kết hợp với nguồn nước mặt Sông Đà Việc nghiên cứu phối hợp cấp nước cho các khu vực đô thị từ nguồn nước ngầm và nguồn nước mặt là cần thiết để đảm bảo cung cấp nước an toàn, góp phần giải quyết các vấn đề cấp thiết hiện tại và đảm bảo an toàn lâu dài cho thành phố.
Đề tài "Nghiên cứu phối hợp cấp nước cho các đô thị thành phố Hà Nội" cùng với các giải pháp vận hành và cấp nước an toàn là rất cần thiết.
Mục tiêu của đề tài
Mục tiêu mong muốn đạt được của đề tài là góp phần đảm bảo cấp nước an
2 toàn cho các khu vực đô thị thành Phố Hà Nội hiện tại cũng như tương lai.
Mô hình mô phỏng phối hợp cấp nước cho các khu vực đô thị Hà Nội được xây dựng nhằm nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống cấp nước, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong việc cung cấp nước hiện tại và tương lai Bên cạnh đó, bài viết cũng đề xuất một số giải pháp thay thế và bổ sung nguồn nước, cải tiến trạm bơm tăng áp, cũng như tối ưu hóa hệ thống đường ống cấp nước.
Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống cấp nước thành phố Hà Nội;
+ Về không gian: Đô thị trung tâm và một số đô thị vệ tinh thuộc TP Hà Nội
Nghiên cứu tập trung vào các nguồn cấp nước và hệ thống cấp nước của đô thị trung tâm cùng với đô thị vệ tinh, nhằm đảm bảo cung cấp nước an toàn với lưu lượng và áp lực ổn định.
4 Phương ph p nghiên cứu, công cụ s dụng a P n p p
Phương pháp kế thừa trong việc cấp nước cho thành phố Hà Nội bao gồm việc sử dụng có chọn lọc các kết quả nghiên cứu trước đây, như các tính toán, quy hoạch, bản đồ và bản vẽ, nhằm tối ưu hóa hệ thống cấp nước hiện tại.
Phương pháp thống kê, thu thập, phân tích và xử lý số liệu;
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Sử dụng lý thuyết về thuỷ lực, cấp nước, máy bơm;
Phương pháp mô hình toán: Mô phỏng mạng lưới cấp nước hiện trạng và trong tương lai bằng công cụ phần mềm tính thuỷ lực đường ống b C n c s d n
Khai thác, sử dụng phần mềm tính toán thuỷ lực Epanet
Các phần mềm đồ hoạ CAD, Photo Shop,
Các công cụ xử lí văn bản và bảng tính: Word, Exel,
1.1 Tổng quan về cấp nước an toàn
Cấp nước an toàn là việc cung cấp nước ổn định với áp lực và lượng nước đầy đủ, đồng thời đảm bảo chất lượng nước theo quy chuẩn Để đạt được cấp nước an toàn, cần thực hiện các hoạt động nhằm giảm thiểu và phòng ngừa các nguy cơ, rủi ro có thể gây mất an toàn trong quá trình thu nước, xử lý, dự trữ và phân phối đến người tiêu dùng.
1.1.1 Một số khái niệm về cấp nước an toàn
Cấp nước an toàn là quá trình cung cấp nước ổn định với áp lực đầy đủ và liên tục, đảm bảo lượng nước cần thiết và chất lượng nước đạt tiêu chuẩn quy định.
Đảm bảo cấp nước an toàn là quá trình quan trọng nhằm giảm thiểu và loại bỏ các nguy cơ mất an toàn liên quan đến nguồn nước Hoạt động này bao gồm các bước thu nước, xử lý, dự trữ và phân phối đến tay người tiêu dùng Mục tiêu chính là phòng ngừa rủi ro và bảo vệ sức khỏe cộng đồng thông qua việc cung cấp nước sạch và an toàn.
Kế hoạch cấp nước an toàn là các nội dung cụ thể để triển khai thực hiện việc bảo đảm cấp nước an toàn
1.1.2 Triển khai cấp nước an toàn ở Việt Nam
Theo Nghị định số 117/2007/NĐ-CP ngày 11/7/2007 của Chính phủ về sản xuất, cung cấp và tiêu thụ nước sạch, Bộ trưởng Bộ Xây dựng đã ban hành Quyết định số 16/2008/QĐ-BXD vào ngày 31/12/2008 nhằm quy định chế độ bảo đảm an toàn cấp nước.
Kể từ khi quyết định được ban hành, các ngành và UBND các tỉnh, thành phố đã chú trọng và tích cực triển khai thực hiện quyết định này, cùng với sự hưởng ứng từ các đơn vị cấp nước địa phương.
Quyết định số 16 được Tổ chức Y tế thế giới (WHO) đánh giá cao, khẳng định Việt Nam là một trong 8 quốc gia ở Châu Á ban hành văn bản pháp luật liên quan đến cấp nước an toàn Văn bản này không chỉ quy định các tiêu chuẩn mà còn tổ chức thực hiện tại các đô thị trên toàn quốc, đảm bảo quy trình và nội dung phù hợp với hướng dẫn của WHO.
Tuy nhiên cũng có những kết quả đã đạt được và những hạn chế như sau :
1.1.2.1 Về lập và p ê duyệt xây dựn kế oạc cấp n ớc an toàn
Hầu hết các đơn vị cấp nước đã xây dựng và phê duyệt kế hoạch cấp nước an toàn, giúp kiểm soát toàn bộ quy trình từ sản xuất đến tiêu thụ Việc triển khai kế hoạch này đảm bảo cung cấp nước sạch đạt tiêu chuẩn an toàn và vệ sinh cho người sử dụng.
Mặc dù về cơ bản nội dung của kế hoạch cấp nước an toàn theo Quyết định số
Nội dung của Điều 16 Bộ Xây dựng phù hợp với hướng dẫn của WHO; tuy nhiên, việc lồng ghép giữa các yếu tố kỹ thuật và tổ chức bộ máy cùng đội ngũ cán bộ thực hiện là chưa hợp lý Một số quy định hiện tại chưa được luật hóa, do đó cần tiến hành rà soát lại để đảm bảo tính hợp pháp và hiệu quả.
Quy định về thẩm quyền phê duyệt kế hoạch cấp nước an toàn cho đơn vị cấp nước hiện nay chưa hợp lý và có hiệu lực pháp lý thấp Kế hoạch cấp nước an toàn bao gồm nhiều yếu tố từ bảo vệ nguồn nước đến hộ sử dụng, liên quan đến trách nhiệm quản lý của nhiều ngành trong tỉnh Để đảm bảo giá trị pháp lý, nhiều địa phương đề nghị kế hoạch này cần được cơ quan hành chính phê duyệt, do đó cần được nghiên cứu và sửa đổi.
1.1.2.2 Về tổ c ứ t ực iện kế oạc cấp n ớc an toàn
Để đảm bảo an toàn trong cấp nước, các đơn vị cấp nước đã thành lập đội ngũ có trách nhiệm và quyền hạn cụ thể Tuy nhiên, hiện tại, số lượng cán bộ chuyên môn cao còn hạn chế, dẫn đến đội ngũ thực hiện cấp nước an toàn chưa đạt yêu cầu chuyên nghiệp Việc thiếu tập huấn, bồi dưỡng và đào tạo nâng cao, cùng với tình trạng kiêm nhiệm, đã ảnh hưởng đến hiệu quả và tính đồng bộ trong tổ chức triển khai nhiệm vụ cấp nước an toàn.
Ban chỉ đạo cấp nước an toàn cấp tỉnh đã được thành lập tại một số địa phương như Cà Mau, Thừa Thiên - Huế, Bà Rịa - Vũng Tàu, Khánh Hòa, Bình Dương và Hải Dương Sự hình thành này xuất phát từ yêu cầu cấp thiết của địa phương và tầm quan trọng của việc đảm bảo nguồn nước an toàn cho cộng đồng.
Ban Chỉ đạo Cấp nước an toàn do Phó Chủ tịch UBND tỉnh làm trưởng ban, với sự tham gia của các cơ quan chuyên môn và đơn vị cấp nước, đã giúp việc thực hiện Kế hoạch cấp nước an toàn trở nên hiệu quả hơn Sở Xây dựng đóng vai trò thường trực, tạo sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan quản lý Nhờ sự chỉ đạo thống nhất, các địa phương đã đạt được kết quả khả quan, như tỷ lệ thất thoát nước giảm và chất lượng nước được cải thiện, mang lại lợi ích cho người dân Tuy nhiên, hiện chỉ có 6/63 tỉnh thành lập Ban Chỉ đạo Cấp nước an toàn, và chưa có hướng dẫn cụ thể về chức năng, nhiệm vụ của Ban Chỉ đạo trên toàn quốc Do đó, nhiều địa phương kiến nghị cần thành lập Ban Chỉ đạo cấp Tỉnh với quy định rõ ràng về nhiệm vụ và thành phần tham gia.
1.1.2.3 T ực iện cấp n ớc an toàn
Trong thời gian qua, WHO đã hỗ trợ và tài trợ các khóa đào tạo cho các đơn vị cấp nước trên toàn quốc thông qua Hội Cấp, Thoát nước Việt Nam Nhờ vào việc triển khai kế hoạch cấp nước an toàn, các đơn vị cấp nước tại các tỉnh như Thừa Thiên Huế, Đà Nẵng, Vĩnh Long, Hải Dương, Hải Phòng, Bà Rịa – Vũng Tàu và Hà Nội đã nâng cao chất lượng dịch vụ và hiệu quả an toàn cho hệ thống cấp nước.
Duy trì, đảm bảo ổn định, liên tục áp lực, lưu lượng, chất lượng nước đạt yêu cầu.
TỔNG QUAN
T ổ ng quan v ề c ấ p n ướ c an toàn
Cấp nước an toàn là việc cung cấp nước liên tục, ổn định với đủ áp lực và chất lượng đạt tiêu chuẩn Để đảm bảo an toàn trong cấp nước, cần thực hiện các hoạt động nhằm giảm thiểu và phòng ngừa các nguy cơ, rủi ro từ nguồn nước trong các giai đoạn thu, xử lý, dự trữ và phân phối đến tay người tiêu dùng.
1.1.1 Một số khái niệm về cấp nước an toàn
Cấp nước an toàn đảm bảo cung cấp nước ổn định và liên tục với áp lực đủ, lượng nước đầy đủ, đồng thời đảm bảo chất lượng nước theo các quy chuẩn quy định.
Đảm bảo cấp nước an toàn là các hoạt động nhằm giảm thiểu và loại bỏ nguy cơ, rủi ro liên quan đến an toàn nguồn nước Quá trình này bao gồm các bước thu nước, xử lý, dự trữ và phân phối nước đến tay người tiêu dùng.
Kế hoạch cấp nước an toàn là các nội dung cụ thể để triển khai thực hiện việc bảo đảm cấp nước an toàn
1.1.2 Triển khai cấp nước an toàn ở Việt Nam
Theo Nghị định số 117/2007/NĐ-CP ngày 11/7/2007 của Chính phủ về sản xuất, cung cấp và tiêu thụ nước sạch, Bộ trưởng Bộ Xây dựng đã ban hành Quyết định số 16/2008/QĐ-BXD vào ngày 31/12/2008, quy định về chế độ bảo đảm an toàn cấp nước.
Kể từ khi quyết định được ban hành, các ngành liên quan và UBND các tỉnh, thành phố đã chú trọng thực hiện, cùng với sự hưởng ứng tích cực từ các đơn vị cấp nước địa phương.
Quyết định số 16 được Tổ chức Y tế thế giới (WHO) đánh giá cao, khẳng định Việt Nam là một trong tám quốc gia ở Châu Á có văn bản pháp luật liên quan đến cấp nước an toàn Quy trình thực hiện và nhiều nội dung của quyết định này phù hợp với hướng dẫn của WHO, thể hiện cam kết của Việt Nam trong việc triển khai các biện pháp an toàn nước tại các đô thị trên toàn quốc.
Tuy nhiên cũng có những kết quả đã đạt được và những hạn chế như sau :
1.1.2.1 Về lập và p ê duyệt xây dựn kế oạc cấp n ớc an toàn
Hầu hết các đơn vị cấp nước đã xây dựng và phê duyệt Kế hoạch cấp nước an toàn, giúp kiểm soát toàn bộ quy trình từ sản xuất đến tiêu thụ Việc triển khai kế hoạch này đảm bảo cung cấp nước sạch đạt tiêu chuẩn an toàn và vệ sinh cho người sử dụng.
Mặc dù về cơ bản nội dung của kế hoạch cấp nước an toàn theo Quyết định số
Nội dung của Thông tư 16 của Bộ Xây dựng phù hợp với hướng dẫn của WHO, nhưng việc lồng ghép giữa các nội dung kỹ thuật và tổ chức bộ máy, đội ngũ cán bộ thực hiện là chưa hợp lý Một số quy định trong thông tư này chưa mang tính luật hóa, do đó cần được rà soát lại để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả.
Quy định về thẩm quyền phê duyệt kế hoạch cấp nước an toàn cho đơn vị cấp nước hiện nay chưa hợp lý và có hiệu lực pháp lý không cao Kế hoạch này bao gồm các yếu tố từ bảo vệ nguồn nước đến việc sử dụng của hộ gia đình, liên quan đến trách nhiệm quản lý của nhiều ngành trong tỉnh Do đó, theo đề nghị của nhiều địa phương, kế hoạch này cần được cơ quan hành chính phê duyệt để đảm bảo giá trị pháp lý, vì vậy cần thiết phải nghiên cứu và sửa đổi quy định này.
1.1.2.2 Về tổ c ứ t ực iện kế oạc cấp n ớc an toàn
Để đảm bảo cấp nước an toàn, các đơn vị cấp nước đã thành lập đội ngũ với trách nhiệm và quyền hạn rõ ràng Tuy nhiên, số lượng cán bộ chuyên môn cao còn hạn chế, dẫn đến đội ngũ thực hiện cấp nước an toàn chưa đạt tiêu chuẩn chuyên nghiệp Hơn nữa, việc thiếu tập huấn, bồi dưỡng và đào tạo nâng cao, cùng với việc nhiều cán bộ kiêm nhiệm, đã ảnh hưởng đến tính đồng bộ và hiệu quả trong triển khai nhiệm vụ cấp nước an toàn.
Ban chỉ đạo cấp nước an toàn cấp tỉnh đã được thành lập ở một số địa phương như Cà Mau, Thừa Thiên - Huế, Bà Rịa - Vũng Tàu, Khánh Hòa, Bình Dương và Hải Dương, nhằm đáp ứng yêu cầu cấp thiết về nước sạch và bảo đảm an toàn trong cung cấp nước.
Ban chỉ đạo cấp nước an toàn do Phó Chủ tịch UBND tỉnh làm trưởng ban, với sự tham gia của các cơ quan chuyên môn và đơn vị cấp nước, đã giúp cải thiện việc thực hiện Kế hoạch cấp nước an toàn tại các tỉnh Sở Xây dựng giữ vai trò thường trực, tạo sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan quản lý Nhờ vào chỉ đạo thống nhất, tỷ lệ thất thoát nước đã giảm đáng kể, chất lượng nước được cải thiện, và người dân được hưởng lợi Tuy nhiên, hiện chỉ có 6/63 tỉnh có Ban Chỉ đạo cấp nước an toàn, và chưa có hướng dẫn cụ thể cho chức năng, nhiệm vụ của ban này Do đó, nhiều địa phương đề xuất thành lập Ban Chỉ đạo cấp tỉnh với quy định rõ ràng về nhiệm vụ và thành phần tham gia để đảm bảo tính thống nhất.
1.1.2.3 T ực iện cấp n ớc an toàn
Trong thời gian qua, WHO đã hỗ trợ và tài trợ các khóa đào tạo cho các đơn vị cấp nước trên toàn quốc thông qua Hội Cấp, Thoát nước Việt Nam nhằm lập và triển khai kế hoạch cấp nước an toàn Nhờ vào việc thực hiện các kế hoạch này, các đơn vị cấp nước tại các tỉnh như Thừa Thiên Huế, Đà Nẵng, Vĩnh Long, Hải Dương, Hải Phòng, Bà Rịa – Vũng Tàu, và Hà Nội đã nâng cao chất lượng dịch vụ và hiệu quả an toàn cho hệ thống cấp nước.
Duy trì, đảm bảo ổn định, liên tục áp lực, lưu lượng, chất lượng nước đạt yêu cầu.
Kiểm soát và giảm thiểu rủi ro là rất quan trọng, đồng thời cần tăng cường công tác kiểm tra và giám sát chặt chẽ từ nguồn cung đến tay người tiêu dùng Việc xây dựng các biện pháp khắc phục và xử lý sự cố kịp thời sẽ giúp nâng cao hiệu quả quản lý và bảo vệ lợi ích của khách hàng.
Các công ty cấp nước đã tổ chức các hoạt động tuyên truyền và giáo dục trong trường học nhằm nâng cao nhận thức cộng đồng về việc tiết kiệm nước và bảo vệ nguồn nước Những hoạt động này không chỉ nhấn mạnh vai trò và trách nhiệm của mỗi cá nhân đối với nước sạch mà còn khẳng định tầm quan trọng của việc bảo vệ môi trường Họ đã phối hợp chặt chẽ với các ban ngành địa phương để thực hiện các chương trình này.
6 phương liên quan để tổ chức các hoạt động tuyên truyền, giáo dục tạo được niềm tin và sự đồng thuận lớn của cộng đồng.
Các d ự án và nghiên c ứ u c ấ p n ướ c an toàn t ạ i Vi ệ t Nam
1.2.1 Dự án Kế hoạch cấp nước an toàn do UNICEF hỗ trợ
Từ năm 2006, UNICEF đã hợp tác với Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh môi trường nông thôn thuộc Bộ Nông nghiệp và PTNT để triển khai mô hình cấp nước an toàn tại xã Lộc Bình, huyện Phú Lộc, tỉnh Thừa Thiên Huế Mục tiêu của dự án là tìm kiếm giải pháp cung cấp nước hợp vệ sinh cho người dân, phòng ngừa ô nhiễm nguồn nước, và nâng cao nhận thức cộng đồng về việc sử dụng và bảo vệ nguồn nước.
Dự án WSP do UNICEF triển khai tại Việt Nam là chương trình cấp nước an toàn đầu tiên, tập trung vào phương thức phòng ngừa nhằm giảm thiểu rủi ro liên quan đến nguồn nước, từ khâu cung cấp đến lưu trữ và bảo quản tại hộ gia đình.
1.2.2 Kế hoạch cấp nước an toàn giai đoạn 3
Kế hoạch cấp nước an toàn nhằm triển khai các hoạt động giảm thiểu và loại bỏ nguy cơ mất an toàn trong quá trình cấp nước Các hoạt động này bao gồm thu nước, xử lý, dự trữ và phân phối, với mục tiêu phòng ngừa rủi ro từ nguồn nước.
Kể từ năm 2007, với sự hỗ trợ của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), Bộ Xây dựng, Bộ Y tế và Hội cấp thoát nước, kế hoạch cấp nước an toàn đã được triển khai Giai đoạn 2007-2009, Bộ Xây dựng ban hành Quy chế đảm bảo an toàn cấp nước qua Quyết định số 16/2008/QĐ-BXD, đồng thời tổ chức tập huấn cho 45 công ty cấp nước và xây dựng 03 mô hình thí điểm tại Hải Dương, Huế và Vĩnh Long Năm 2009, Công ty Xây dựng và Cấp nước Huế công bố thực hiện cấp nước an toàn tại tỉnh Thừa Thiên-Huế Từ 2010 đến 2012, Bộ Xây dựng ban hành Thông tư số 08/2012/TT-BXD để hướng dẫn thực hiện đảm bảo cấp nước an toàn, thay thế cho Quyết định số 16/2008/QĐ-BXD, và tổ chức tập huấn cho 23 công ty cấp nước còn lại, cùng với việc xây dựng thêm 04 mô hình thí điểm tại Hải Phòng, Quảng Trị, Khánh Hòa và Vũng Tàu.
Giai đoạn 3 (2014-2016) tập trung vào việc triển khai Cấp nước an toàn với các mục tiêu chính như rà soát và xây dựng cơ chế chính sách hỗ trợ, đảm bảo hiệu quả thực hiện các quy định liên quan Đồng thời, hệ thống tổ chức quản lý cũng được hoàn thiện để triển khai kế hoạch cấp nước an toàn từ Trung ương đến địa phương Ngoài ra, việc nâng cao năng lực về cấp nước an toàn trên toàn quốc và xây dựng cơ sở dữ liệu cùng các chỉ số đánh giá thực hiện kế hoạch cũng được chú trọng.
Giai đoạn 3 bắt đầu với khóa đào tạo đầu tiên vào tháng 11/2014 tại Hải Phòng, nhằm cung cấp kiến thức cơ bản về cấp nước an toàn cho học viên từ các Trung tâm đào tạo và đối tác Kiến thức và kinh nghiệm thu được sẽ được học viên chia sẻ cho cán bộ, công nhân ngành nước để quản lý và triển khai Kế hoạch cấp nước an toàn.
1.2.3 Cấp nước an toàn ứng dụng khoa học công nghệ hiện đại
Ô nhiễm môi trường, biến đổi khí hậu và suy giảm chất lượng nguồn nước đang gia tăng ở Việt Nam, đặc biệt là tại TPHCM Để bảo vệ và cải thiện tình trạng này, cần có những biện pháp hiệu quả nhằm duy trì môi trường sống trong lành và bền vững cho cộng đồng.
Để nâng cao chất lượng nước sạch và cung cấp nước an toàn, các hệ thống cấp nước cần đổi mới công nghệ và nghiên cứu áp dụng các công nghệ xử lý nước tiên tiến.
Hệ thống cấp nước TPHCM là lớn nhất cả nước, với nhiều doanh nghiệp tham gia và các loại hình khác nhau Qua các giai đoạn phát triển, hệ thống này đối mặt với nhiều thách thức trong quản lý Việc đảm bảo cung cấp nước ổn định về chất lượng, áp lực và đủ lượng theo quy chuẩn là mục tiêu quan trọng hàng đầu.
Trong quá trình hoạt động, ngành cấp nước TPHCM đã liên tục triển khai các chương trình và hành động nhằm đảm bảo cấp nước an toàn, đặc biệt thông qua ứng dụng khoa học công nghệ Từ năm 2006, SAWACO đã cử cán bộ tham gia tập huấn chương trình cấp nước an toàn do WHO tổ chức, giúp kiểm soát và ngăn ngừa rủi ro trong hệ thống cấp nước Các biện pháp như theo dõi chất lượng nước sông qua hệ thống quan trắc online, phối hợp quản lý nguồn nước và hạn chế khai thác nước ngầm đã được thực hiện hiệu quả Đồng thời, ngành cũng đã cải tạo và nâng cấp hệ thống quản lý vận hành, tối ưu hóa chế độ vận hành và sử dụng hóa chất xử lý nước hiệu quả hơn Nhờ những nỗ lực này, chất lượng và áp lực nước sinh hoạt tại TPHCM đã được cải thiện rõ rệt, tạo niềm tin cho khách hàng.
TPHCM đánh giá cao các chương trình hợp tác hỗ trợ và chuyển giao công nghệ trong ngành nước, bao gồm đào tạo nhân lực và các chương trình nghiên cứu giữa các đơn vị cấp nước, tổ chức và trường đại học trong và ngoài nước Sự tham gia của các nguồn lực xã hội từ các đơn vị cung cấp giải pháp và dịch vụ trong lĩnh vực cấp thoát nước là rất quan trọng Phát huy sức mạnh từ những nguồn lực này sẽ tạo tiền đề cho sự phát triển bền vững của ngành nước, góp phần thực hiện mục tiêu đảm bảo an toàn cấp nước.
1.2.4 Dự án cấp nước an toàn vùng đồng bằng sông Cửu Long vay vốn Ngân hàng Thế giới (WB) Đã được Thủ tướng chính phủ phê duyệt danh mục
Dự án được thực hiện tại Bộ Xây dựng và các tỉnh, thành phố: Cần Thơ, An Giang, Hậu Giang, Sóc trăng, Bạc Liêu, Cà Mau, Kiên Giang.
Dự án bao gồm việc xây dựng các tài liệu theo quy định của Chính phủ Việt Nam và nhà tài trợ cho hệ thống cấp nước vùng liên tỉnh Giai đoạn 1, như cải tạo và mở rộng mạng lưới đường ống phân phối chính và cấp 2 Đồng thời, dự án sẽ thiết lập khung thể chế cho việc triển khai và quản lý vận hành các công trình sau đầu tư Nghiên cứu sẽ đề xuất cơ chế tổ chức thực hiện dự án, hình thức đầu tư và tổ chức quản lý hệ thống cấp nước sau đầu tư Ngoài ra, dự án còn thiết kế mở rộng hệ thống cấp nước liên vùng cho Giai đoạn 2, hỗ trợ lập Báo cáo nghiên cứu khả thi và thiết kế cơ sở cho việc cấp nước đến các khu vực còn lại.
Mục tiêu chính của báo cáo nghiên cứu là chuẩn bị cho Dự án “Cấp nước an toàn vùng đồng bằng sông Cửu Long”, tập trung vào việc xây dựng một hệ thống cấp nước có công suất đủ lớn và đảm bảo chất lượng Dự án nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng nước cho sinh hoạt và sản xuất của các tỉnh, thành phố phía Tây Nam sông Hậu, phù hợp với quy hoạch phát triển kinh tế xã hội cho các giai đoạn 2025 và 2030.
11 quy hoạch chung xây dựng vùng đồng bằng sông Cửu Long, đảm bảo an ninh về cấp nước, an sinh xã hội và bảo vệ môi trường.
1.2.5 Cấp nước an toàn vì cộng đồng ASEAN
Trong 2 ngày từ 30/4 và 1/5, Hội thảo “Cấp nước an toàn vỡ một cộng đồng ASEAN” diễn ra tại TP Huế do Công ty TNHH NN MTV Xây dựng và Cấp nước Thừa Thiên Huế tổ chức, với sự tham gia của Bộ Xây dựng, tổ chức Y tế Thế giới (WHO) tại Việt Nam, đại diện các Công ty cấp nước, Cục nước các nước ASEAN
Theo các cơ quan nghiên cứu tài nguyên nước, hiện có khoảng 1/3 quốc gia trên thế giới đang thiếu nước sạch Dự báo đến năm 2025, con số này sẽ tăng lên 2/3, với khoảng 35% dân số toàn cầu sẽ phải đối mặt với tình trạng thiếu nước sạch.
Tạihộithảo, các đạibiểu tập trung thảo luận vào 3 vấn đềtrọng tâm gồm:quản lý thông minh hệthống cấpnước;dịchvụ khách hàng và cấpnước an toàn
T ổ ng quan v ề hi ệ n tr ạ ng c ấ p n ướ c c ủ a thành ph ố Hà N ộ i
1.3.1 Hệ thống cấp nước đô thị trung tâm
Hệ thống cấp nước đô thị Hà Nội do Công ty Nước sạch Hà Nội quản lý phục vụ 8 quận nội thành, bao gồm Ba Đình, Hoàn Kiếm, Hai Bà Trưng, Đống Đa, Cầu Giấy, Tây Hồ, Hoàng Mai, Long Biên, cùng với 5 huyện ngoại thành lân cận.
Hệ thống cấp nước đô thị Hà Nội trung tâm, bao gồm các khu vực Từ Liêm, Gia Lâm, Đông Anh, Sóc Sơn và Thanh Trì, đã được hình thành và phát triển qua hơn 100 năm Sau nhiều lần cải tạo và mở rộng, công suất trung bình của hệ thống hiện đạt 572.400m³/ngày.
1.3.1.1 Tìn ìn n uồn n ớc a C ất l ợn n uồn n ớc
Nguồn nước ở phía Nam đô thị trung tâm có hàm lượng sắt (Fe) và amôni (NH4+) cao, với sắt tại nhà máy nước Pháp Vân là 6,5 ÷ 8,5 mg/l, Tương Mai là 9,5 ÷ 13,1 mg/l, và Hạ Đình là 12,7 ÷ 16 mg/l Hàm lượng NH4+ trung bình từ 10 đến 15 mg/l, đặc biệt tại NMN Tương Mai có thể lên tới 30 mg/l Nguồn nước này có dấu hiệu nhiễm bẩn hữu cơ ở mức độ thấp Ngược lại, nguồn nước ngầm ở phía Bắc đô thị trung tâm lại có hàm lượng mangan cao hơn.
Mangan (Mn) ở khu vực này cao hơn so với các bãi giếng phía Nam, trong khi hàm lượng sắt và amôni lại rất thấp Tại các khu vực như Gia Lâm, Sài Đồng và Cáo Đỉnh, nguồn nước thường chứa sắt và mangan tồn tại dưới dạng keo của axit humic và keo silic.
Một tỉ lệ nhất định các mẫu nước ở khu vực phía Nam cho thấy chỉ số vi trùng coliform cao, kết hợp với sự hiện diện của NH4+, cho thấy nguồn nước ngầm tại đây bị nhiễm bẩn.
Công trình khai thác nước ngầm tại Hà Nội bao gồm giếng khoan, trạm bơm giếng và tuyến ống nước thô Hiện có 255 giếng khoan hoạt động, trong đó khoảng 190 giếng thường xuyên được khai thác, với độ sâu trung bình từ 60-70m Các giếng này thu nước từ tầng chứa nước cuội sỏi qp1 có chiều dày từ 20-60m và đều được lắp bơm chìm Tuyến ống nước thô chủ yếu là ống gang xám và gang dẻo, có đường kính từ 200-700mm Chất lượng các tuyến ống gang dẻo xây dựng từ năm 1989 vẫn hoạt động tốt, ít rò rỉ, trong khi một số tuyến ống trước năm 1985 đã xuống cấp nghiêm trọng, gây thất thoát lớn Trung bình, công suất khai thác nước thô đạt 86.74% so với công suất thiết kế.
Bảng 1 1 Công suất các bãi giếng và tuyến ống nước thô
Công suất nước thô giếng Số hiện có
CS T/Kế (m 3 /ngđ) CS thực tế
Công suất nước thô giếng Số hiện có
CS T/Kế (m 3 /ngđ) CS thực tế
(Nguồn: Công ty Nước sạch Hà Nội – 31/12/2010)
1.3.1.2 N à m y x lý n ớc a C n suất của c c n à m y n ớc
Bảng 1 2 Công suất các nhà máy xử lý nước
Cải tạo năm CS t/kế m 3 /ngày
2014 năm m 3 /ngày Khu Bắc sông Hồng
Cải tạo năm CS t/kế m 3 /ngày
(Nguồn Công ty Nước sạch Hà Nội – 31/12/2014) b Dây c uyền c n n ệ x lý n ớc
Khu vực bắc sông Hồng:
Nước thô → Làm thoáng → Tiếp xúc → Lọc đợt 1 → Lọc đợt 2 → Khử trùng bằng clo → Bể chứa → Trạm bơm II → Mạng lưới tiêu thụ.
Khu vực nam sông Hồng:
Nước thô → Làm thoáng → Tiếp xúc → Lọc nhanh → Khử trùng bằng clo →
Bể chứa → Trạm bơm II → Mạng lưới tiêu thụ.
Công trình làm thoáng thường sử dụng dàn mưa truyền thống, nhưng NMN Cáo Đỉnh và NMN Nam Dư áp dụng tháp làm thoáng cưỡng bức với quạt gió Tại phía Nam sông Hồng, một số NMN có giếng khai thác xa nguồn bổ cấp nước, gây ảnh hưởng đến trữ lượng và công suất Nhiều giếng như Mai Dịch, Pháp Vân, Hạ Đình đang bị suy thoái, dẫn đến giảm công suất Ngược lại, những nơi gần sông Hồng như Yên Phụ và Lương Yên lại có lượng nước sản xuất lớn hơn công suất thiết kế.
Do chất lượng nước thô không đồng đều, đặc biệt là do sự khác biệt nồng độ của một số chỉ tiêu khó xử lý như NH4
Độ oxy hóa của mangan (Mn) ảnh hưởng đến chất lượng nước sau xử lý tại các nhà máy nước (NMN) trong khu vực này, dẫn đến sự không đồng đều Các công nghệ xử lý nước hiện tại không đạt hiệu quả cao trong việc xử lý các hợp chất hữu cơ và amoni Do đó, tại những NMN có nguồn nước thô chứa amoni với hàm lượng lớn, chất lượng nước sau xử lý thường không đảm bảo.
16 các chỉ tiêu này không đáp ứng được QCVN 01:2009/BYT Các nhà máy thuộc số này bao gồm NMN Pháp Vân, NMN Hạ Đình, NMN Tương Mai.
Các chỉ tiêu khác như pH; độ cứng; NO2; NO 3 ; của nước sau xử lý của tất cả các NMN tại khu vực này đáp ứng được QCVN 01: 2009/BYT.
Bảng 1 3 Chất lượng nước sau xử lý của các nhà máy nước ngầm do Công ty Nước sạch Hà Nội quản lý từ năm 2014
Chỉ số Pecmanganat mg/l Cl - mg/l Độ cứngTP mg/l
A.Xit Kiềm Coliform E.coli Cl
(Nguồn số liệu: Phòng kiểm tra chất lượng)
Các trạm bơm nước sạch được vận hành theo 3 cấp
Cấp 1: phát vào giờ dùng nước ít
Cấp 2 phát vào giờ dùng nước trung bình
Cấp 3 phát vào giờ dùng nước lớn nhất.
Do tình trạng cung cấp nước từ các nhà máy nước không đủ cho nhu cầu sử dụng, mạng lưới luôn duy trì áp lực thấp (20-25m), trong khi các máy bơm thường yêu cầu áp lực cao (40-50m) Điều này dẫn đến việc các trạm bơm phải khống chế độ mở của van điều chỉnh lưu lượng, làm giảm hiệu suất hoạt động và gia tăng tổn thất điện năng Để tiết kiệm điện và cung cấp nước gần với nhu cầu, một số trạm bơm đã lắp đặt thiết bị biến tần, giúp nâng cao hiệu suất Tuy nhiên, các thiết bị này vẫn hoạt động dựa trên kinh nghiệm của nhân viên, chưa được tự động hóa, và việc điều khiển chủ yếu vẫn thực hiện bằng tay, với hệ thống điện động lực và điều khiển chỉ mang tính chất cơ giới.
1.3.1.3 Hiện trạn mạn l ới đ ờn ốn n ớc
Mạng lưới cấp nước Hà Nội được cấu trúc thành ba cấp độ: truyền tải, phân phối và dịch vụ Hệ thống ống truyền tải với đường kính từ DN≥300mm bao phủ toàn bộ thành phố, kết nối các nhà máy nước Giữa các khu vực chính, có đồng hồ tổng để quản lý và phân chia nguồn cấp nước Các ống phân phối có đường kính từ 100≤ DN ≤ 250 và các ống dịch vụ có DN≤63 được tổ chức thành các mạng con độc lập trong từng ô cấp nước nhỏ.
Hình 1 1 Hiện trạng hệ thống cấp nước khu đô thị trung tâm
1.3.2 Hệ thống cấp nước VINACONEX
Vào tháng 8/2008, Nhà máy nước mặt sông Đà chính thức đi vào hoạt động Sau 3 năm, Công ty VIWASUPCO đã đảm nhận vai trò nhà phân phối cấp 1, đảm bảo sản xuất nước sạch an toàn và cung cấp ổn định Công suất nhà máy không ngừng gia tăng, từ 90.000m³/ng vào năm 2010 lên 198.000m³/ng vào tháng 7 năm 2012.
Hệ thống cung cấp nước Sông Đà bắt đầu từ trạm bơm nước sông, nơi nước được bơm về hồ Đầm Bài Tại hồ Đầm Bài, nước thô sẽ được chuyển tiếp lên khu xử lý để đảm bảo chất lượng nước cung cấp cho người dân.
Dây chuyền công nghệ xử lý
Chất lượng nước sau xử lý tại nhà máy nước sông Đà đạt tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 01:2009/BYT, đảm bảo an toàn cho việc sử dụng trong sinh hoạt và ăn uống.
Bảng 1 4 Chất lượng nước sau xử lý của nhà máy nước sông Đà
TT Chỉ tiêu chất lƣợng Đơn vị Kết quả QCVN 01:2009/BYT
Công trình thu & TB hồ Đầm Bài
Nhà hóa chất Bể chứa nước rửa lọc
Bể tiếp nhận và phân phối
Bể trộn phản ứng cơ khí – lắng
Bể chứa nước hòa Clo
Nước sạch được cung cấp từ nhà máy và truyền về hai bể chứa điều áp với dung tích mỗi bể là 30.000m³ thông qua tuyến ống tự chảy bằng cốt sợi thủy tinh có đường kính DN1800-1600, dài 11.320m Sau đó, nước sạch tiếp tục được chuyển từ bể điều áp đến điểm cuối tuyến tại ngã tư Phạm Hùng – Trần Duy Hưng (vành đai 3) bằng tuyến ống tự chảy, cốt sợi thủy tinh với đường kính DN1600-1500, dài 3.444m.
1.3.3 Hệ thống cấp nước đô thị Tây Nam Trung tâm Hà Nội (Viwaco quản lý) Để tiếp nhận, phân phối và quản lý nguồn nước sông Đà cấp cho Hà Nội, tháng
Quy ho ạ ch c ấ p n ướ c th ủ đô Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050
Vào ngày 26 tháng 7 năm 2011, quyết định số 1259/QĐ-TTg đã phê duyệt quy hoạch chung xây dựng Thủ đô Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn 2050, trong đó xác định phương hướng phát triển cho hệ thống cấp nước Tiếp theo, vào ngày 21 tháng 3 năm 2013, quyết định số 499/QĐ-TTG đã phê duyệt quy hoạch cấp nước cho Thủ đô.
Hà Nội sẽ phát triển hệ thống cấp nước đến năm 2030, với tầm nhìn đến năm 2050, nhằm cụ thể hóa các định hướng phù hợp với quy hoạch chung xây dựng thủ đô.
1.4.1 Dự báo nhu cầu sử dụng nước
Bảng 1 7 Dự báo nhu cầu sử dụng nước năm 2020-2050
Nhu cầu dùng nước trung bình
(m 3 /ngày đêm) Nhu cầu dùng nước max
1 Nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt 738.000 1.126.000 1.533.000 908.000 1.393.000 1.897.000
2 Nhu cầu sử dụng nước công nghiệp 82.000 129.000 129.000 82.000 129.000 129.000
Nhu cầu sử dụng nước các loại hình dịch vụ khác 223.000 349.000 495.000 272.000 427.000 606.000
Sông Đà: Khai thác với lưu lượng 600.000 m 3 /ngày đêm giai đoạn đến năm 2020; 1.200.000 m 3 /ngày đêm giai đoạn đến năm 2030 và 1.500.000 m 3 /ngày đêm tầm nhìn đến năm 2050.
Sông Hồng: Khai thác với lưu lượng 300.000 m 3 /ngày đêm giai đoạn đến năm 2020; 450.000 m 3 /ngày đêm giai đoạn đến năm 2030 và 600.000 m 3 /ngày đêm tầm nhìn đến năm 2050.
Sông Đuống: Khai thác với lưu lượng 300.000 m 3 /ngày đêm (cấp cho Hà Nội
Đến năm 2020, nhu cầu nước sẽ đạt 240.000 m³/ngày đêm; đến năm 2030, con số này sẽ tăng lên 600.000 m³/ngày đêm, trong đó Hà Nội sẽ nhận 475.000 m³/ngày đêm Tầm nhìn đến năm 2050, tổng nhu cầu nước sẽ đạt 900.000 m³/ngày đêm, với Hà Nội được cấp 650.000 m³/ngày đêm.
Đến năm 2020, tổng lượng nước khai thác đạt 623.500 m³/ngày đêm, trong đó khu trung tâm Hà Nội chiếm 409.500 m³/ngày đêm Các khu vực khác bao gồm phía Nam sông Hồng với 36.000 m³/ngày đêm, Sơn Tây 30.000 m³/ngày đêm, phía Bắc Hà Nội 72.000 m³/ngày đêm và phía Đông Hà Nội 76.000 m³/ngày đêm.
Đến năm 2030, tổng lượng nước khai thác sẽ đạt 613.000 m³/ngày đêm, trong đó khu trung tâm Hà Nội chiếm 395.000 m³/ngày đêm, khu vực phía Nam sông Hồng 36.000 m³/ngày đêm, khu vực Sơn Tây 30.000 m³/ngày đêm, khu vực phía Bắc Hà Nội 72.000 m³/ngày đêm và khu vực phía Đông Hà Nội 80.000 m³/ngày đêm.
Đến năm 2050, tổng lượng nước khai thác dự kiến đạt 578.000 m³/ngày đêm, trong đó khu trung tâm Hà Nội sẽ khai thác 360.000 m³/ngày đêm Khu vực phía Nam sông Hồng dự kiến khai thác 36.000 m³/ngày đêm, khu vực Sơn Tây 30.000 m³/ngày đêm, khu vực phía Bắc Hà Nội 72.000 m³/ngày đêm, và khu vực phía Đông Hà Nội 80.000 m³/ngày đêm.
Một số nguồn nước ngầm phía Nam Hà Nội có chất lượng kém sẽ giảm công suất khai thác và ngừng hoạt động vào năm 2020 đối với Nhà máy nước Hạ Đình, và vào năm 2030 đối với Nhà máy nước Tương Mai và Nhà máy nước Pháp Vân.
Bảng 1 8 Quy hoạch công suất các nhà máy nước thủ đô Hà Nội năm 2020-2050
Công suất (m 3 /ngày đêm) Hiện trạng năm 2012 Đến năm
1 Nhà máy nước Sông Đà 230.000 600.000 1.200.000 1.500.000
2 Nhà máy nước Sông Hồng 300.000 450.000 600.000
3 Nhà máy nước Sông Đuống 240.000 475.000 650.000
Công suất (m 3 /ngày đêm) Hiện trạng năm 2012 Đến năm
Tổng công suất các nhà máy nước mặt 230.000 1.140.000 2.125.000 2.750.000
II.1 Khu vực trung tâm
II.1.1 Khu trung tâm (8 quận nội thành cũ)
1 Nhà máy nước Yên Phụ 90.406 90.000 90.000 90.000
2 Nhà máy nước Ngô Sỹ Liên 39.885 45.000 45.000 30.000
3 Nhà máy nước Lương Yên 49.064 50.000 50.000 40.000
4 Nhà máy nước Ngọc Hà 32.817 30.000 30.000 30.000
5 Nhà máy nước Mai Dịch 62.683 60.000 60.000 60.000
6 Nhà máy nước Cáo Đỉnh 58.456 60.000 60.000 60.000
7 Nhà máy nước Nam Dư 53.331 60.000 60.000 50.000
8 Nhà máy nước Pháp Vân 23.053 8.000 - -
9 Nhà máy nước Tương Mai 22.513 6.500 - -
10 Nhà máy nước Hạ Đình 20.904 - - -
II.1.2 Vành đai 3 - 4, phía Nam sông Hồng
12 Nhà máy nước Hà Đông cơ sở 1 16.000 16.000 16.000 16.000
13 Nhà máy nước Hà Đông cơ sở 2 20.000 20.000 20.000 20.000
II.2 Khu vực c c đô thị
II.2.1 Khu vực phía Sơn Tây
14 Nhà máy nước Sơn Tây 1 8.000 10.000 10.000 10.000
15 Nhà máy nước Sơn Tây 2 10.000 20.000 20.000 20.000
II.2.2 Khu vực phía Bắc Hà Nội
16 Nhà máy nước Bắc Thăng Long 35.286 50.000 50.000 50.000
17 Nhà máy nước Đông Anh 6.385 12.000 12.000 12.000
18 Nhà máy nước Nguyên Khê - 10.000 10.000 10.000
II.2.3 Khu vực phía Đông Hà Nội
19 Nhà máy nước Gia Lâm 42.784 60.000 60.000 60.000
20 Nhà máy nước Yên Viên - 10.000 20.000 20.000
Công suất (m 3 /ngày đêm) Hiện trạng năm 2012 Đến năm
21 Nhà máy nước Sân Bay Gia Lâm 9.585 6.000 - -
Tổng công suất các nhà máy nước ngầm 628.421 623.500 613.000 578.000
Tổng công suất c c nhà m y nước 858.421 1.763.500 2.738.000 3.328.000
Nhà máy nước mặt Sông Đà cung cấp nước cho nhiều khu vực quan trọng, bao gồm đô thị vệ tinh phía Tây Hà Nội như Sơn Tây, Láng Hòa Lạc và Xuân Mai, cũng như các đô thị sinh thái như Phúc Thọ, Quốc Oai và Chúc Sơn Ngoài ra, nguồn nước còn được phân phối dọc theo trục đường Láng Hòa Lạc và phục vụ cho khu vực đô thị tâm phía Tây Nam Hà Nội, trải dài từ vành đai 3 đến vành đai 4 và các khu vực nông thôn lân cận.
Nhà máy nước mặt Sông Hồng cung cấp nước cho khu vực đô thị trung tâm Hà Nội, bao gồm một phần đô thị phía Tây như Đan Phượng và Sơn Tây, cùng với một phần khu vực đô thị phía Bắc như Mê Linh, Đông Anh và Sóc Sơn, cũng như các khu vực nông thôn lân cận.
Nhà máy nước mặt Sông Đuống cung cấp nước cho khu vực đô thị trung tâm phía Đông Bắc Hà Nội, bao gồm quận Long Biên, huyện Gia Lâm, và một phần Đông Anh Ngoài ra, nhà máy còn phục vụ khu vực Nam Hà Nội với một phần quận Hai Bà Trưng và Hoàng Mai, cũng như đô thị vệ tinh Phú Xuyên và các vùng nông thôn lân cận Bên cạnh đó, nước từ nhà máy cũng được cung cấp cho một số khu vực thuộc các tỉnh Bắc Ninh và Hưng Yên.
1.4.4 Công nghệ xử lý nước
Các nhà máy nước mới cần lựa chọn công nghệ và thiết bị hiện đại, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường Đối với nguồn nước ngầm, quy trình bao gồm làm thoáng, xử lý sơ bộ, lọc nhanh và khử trùng Trong khi đó, nguồn nước mặt yêu cầu áp dụng các bước sơ lắng, trộn, phản ứng keo tụ, lắng, lọc nhanh và khử trùng.
1.4.5 Mạng lưới đường ống cấp nước
Giai đoạn đến năm 2020, xây dựng mạng đường ống truyền tải và đường ống cấp I có đường kính1.000 mm khoảng 156,9 km, bao gồm:
Bảng 1 9 Các tuyến ống truyền tải đến năm 2020
TT Tên đường ống truyền tải và đường ống cấp I Đường kính(mm) Chiều dài
I Khu vực Hà Nội trung tâm 50,7
1 Trục đường Hòa Lạc - Trần Duy Hưng DN1800 6,5
2 Từ Nhà máy nước Sông Hồng theo trục kinh tế Xuân
Phương Liên Mạc nối ra quốc lộ 70 đến đường quốc lộ 1A DN1500 2,2
3 Trục đường đê sông Hồng DN1000 8,1
4 Trục đường quốc lộ 1A DN1000 6,3
5 Trục đường quốc lộ 32 - Hồ Tùng Mậu - Cầu Giấy DN1000 4,8
Tuyến ống của Nhà máy nước Sông Đuống cấp sang phía
Nam Hà Nội từ cảng Khuyến Lương đi đường Pháp Vân ra quốc lộ 1A
II Khu vực phía Tây Hà Nội 36,5
1 Từ Nhà máy nước Sông Đà đến Bể chứa trung gian DN1800 11,0
2 Từ bể chứa trung gian đến đôthị Hòa Lạc DN2400 5,8
3 Từ đô thị Hòa Lạc đến đô thị Quốc Oai DN2000 11,5
4 Từ đô thị Quốc Oai đến vành đai 4 DN1800 8,2
III Khu vực phía Bắc Hà Nội 39,1
1 Từ vị trí Liên Trung phía Nam sông Hồng lên Mê Linh và dọc theo quốc lộ 2 sang Đông Anh DN1500 6,5
2 Trục từ Yên Viên lên Sóc Sơn DN1200 20,9
IV Khu vực phía Đông Hà Nội 30,6
1 Từ Nhà máy nước sông Đuống đến cầu Yên Viên DN1600 9,0
2 Từ Nhà máy nước Sông Đuống cấp sang phía Nam sông
Hồng tại vị trí cảng Khuyến Lương DN1600 5,5
3 Từ cầu Phù Đổng cấp sang Bắc Ninh DN1000 4,0
Xây dựng mới 09 trạm bơm tăng áp, 01 trạm điều tiết lưu lượng
Bảng 1 10 Công suất trạm bơm tăng áp giai đoạn 2020 đến 2050
TT Tên trạm bơm tăng p
Công suất trạm bơm tăng p (m 3 /ngày đêm) Giai đoạn
1 Trạm bơm tăng áp Sóc Sơn 50.000 100.000 150.000
2 Trạm bơm tăng áp Xuân Mai 40.000 80.000 100.000
3 Trạm bơm tăng áp Phú Xuyên 60.000 90.000 120.000
4 Trạm bơm tăng áp Hà Đông 20.000 40.000 80.000
5 Trạm bơm tăng áp Sơn Tây 30.000 40.000 80.000
6 Trạm bơm tăng áp Phúc Thọ - 10.000 20.000
7 Trạm bơm tăng áp Kim Bài 10.000 20.000 40.000
8 Trạm bơm tăng áp Chúc Sơn 10.000 15.000 20.000
9 Trạm bơm tăng áp Ba Vì 10.000 15.000 30.000
10 Trạm điều tiết lưu lượng Tây Mỗ (*) 30.000 100.000 150.000
Trạm điều tiết lưu lượng Tây Mỗ có vai trò quan trọng trong việc điều tiết lưu lượng nước từ Nhà máy nước Sông Đà, cung cấp nước cho khu vực Hà Nội và Hà Đông Đồng thời, trạm cũng thực hiện chức năng bù áp cho khu vực Hà Nội trong giờ cao điểm, đảm bảo cung cấp nước ổn định và hiệu quả cho người dân.
Ngoài ra, còn các trạm điều hòa (Chứa nước – tăng áp) tại các nhà máy nước Ngầm giảm công suất như: Tương Mai, Pháp Vân.
1.4.7 Các dự án ưu tiên thực hiện
Các dự án đầu tư giai đoạn từ năm 2015 đến năm 2020
+ Đầu tư xây dựng nhà máy nước
Nâng công suất Nhà máy nước mặt Sông Đà từ 300.000 m3/ngày đêm lên 600.000 m3/ngày đêm.
Xây dựng Nhà máy nước mặt Sông Hồng công suất 300.000 m3/ngày đêm.
Nhà máy nước mặt sông Đuống có công suất 300.000 m3/ngày đêm, cung cấp 240.000 m3/ngày đêm cho Hà Nội và phần còn lại cho các tỉnh Hưng Yên và Bắc Ninh Đối với các nhà máy nước ngầm, sẽ duy trì hoạt động của các nhà máy hiện có nhưng giảm công suất tại các nhà máy Pháp Vân, Tương Mai, Hạ Đình, chuyển đổi dần thành trạm điều áp Nhà máy nước Hạ Đình dự kiến sẽ ngừng khai thác vào năm 2020, và khu vực này sẽ được đề xuất xây dựng xưởng duy tu bảo dưỡng hệ thống cấp nước của Hà Nội.
+ Phát triển mạng lưới đường ống truyền tải, phân phối và dịch vụ
Hoàn thiện mạng lưới cấp nước khu vực đô thị từ trung tâm đến vành đai 3.
Phát triển mạng lưới cấp nước tại các khu vực từ vành đai 3 đến vành đai 4 của đô thị trung tâm là một nhiệm vụ quan trọng Các khu vực đô thị Long Biên, Gia Lâm, Đông Anh, Mê Linh, Sóc Sơn, Hòa Lạc, Sơn Tây, Xuân Mai và Phú Xuyên cần được chú trọng để đảm bảo cung cấp nước sạch và ổn định cho người dân Việc nâng cấp và mở rộng hệ thống cấp nước sẽ góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống và phát triển bền vững cho các khu vực này.
Tiếp tục mở rộng các tuyến truyền tải nước từ các nhà máy trên sông Đà, sông Hồng và sông Đuống đến trung tâm đô thị và các đô thị vệ tinh.
Xây dựng các trạm bơm tăng áp chính tại Kim Bài, Sóc Sơn, Xuân Mai, Phú Xuyên, Chúc Sơn.
Phát triểnmạng lưới cấp nước khu vực nông thôn liền kề các đô thị.
Hình 1 4 Quy hoạch cấp nước thủ đô hà nội đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050
K ế t lu ậ n ch ươ ng 1
1.5.1 Nh ữ ng v ấn đề c ầ n ti ế p t ụ c nghiên c ứ u
1.5.1.1 Nhận xét chung về hiện trạng cấp n ớc
Nước ngầm là nguồn cung cấp chính cho thủ đô Hà Nội, nhưng chất lượng nước ở một số khu vực đang giảm sút Việc khai thác hợp lý nguồn tài nguyên nước ngầm hiện nay cần được xem xét và thận trọng.
Nhà máy nước Sông Đà, với công suất giai đoạn I đạt 300.000 m³/ngày, đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước cho thủ đô Hà Nội Tuy nhiên, hiện tại, công suất khai thác của nhà máy chỉ đạt khoảng 198.000 m³/ngày, thấp hơn so với khả năng tối đa.
Trong những năm gần đây, nhu cầu sử dụng nước tại thủ đô chưa được đáp ứng kịp thời Mạng lưới cấp nước phát triển không đồng bộ giữa hệ thống cũ và mới, dẫn đến tỷ lệ thất thoát nước vẫn ở mức cao.
Nhìn chung các dự án đầu tư mở rộng đều triển khai chậm so với kế hoạch.
1.5.1.2 N ữn vấn đề cần tiếp t c n iên cứu
Nguồn nước ngầm không đủ khả năng đáp ứng toàn bộ nhu cầu nước cho các đô thị Hà Nội trong giai đoạn đến năm 2030 và tầm nhìn xa hơn.
Đến năm 2050, việc khai thác nước dưới đất cần phải xem xét kỹ lưỡng các yếu tố môi trường, đặc biệt là vấn đề sụt lún nền đất và nhu cầu sử dụng diện tích đất cho các hoạt động xây dựng.
Trong giai đoạn đến năm 2020, cần hạn chế khai thác nguồn nước dưới đất từ các giếng nhỏ và bãi giếng có hàm lượng amoni và ô nhiễm hữu cơ cao Việc lựa chọn nguồn nước mặt, như sông Đà, sông Hồng và sông Đuống, sẽ đảm bảo an toàn hơn cho cấp nước Đồng thời, cần nghiên cứu thêm về công suất khai thác của các nhà máy nước mặt này để đáp ứng nhu cầu trong giai đoạn tới.
2030 để có những đề xuất phù hợp với Quy hoạch chung của thàn phố Hà Nội về nguồn cấp nước
Thành phố Hà Nội đang đối mặt với thách thức trong việc phát triển hệ thống cấp nước an toàn, do sự phát triển kinh tế, xã hội và hạ tầng kỹ thuật đặc thù Trong giai đoạn từ năm 2011 đến 2013, đã có những điều chỉnh quan trọng trong Quy hoạch cấp nước của Thủ đô Việc phối hợp giữa các nguồn cấp nước khác nhau là cần thiết để đảm bảo an toàn cấp nước cho Hà Nội Do đó, cần tiếp tục nghiên cứu và đánh giá để đưa ra các đề xuất phù hợp cho Quy hoạch và định hướng phát triển cấp nước trong tương lai, dựa trên cơ sở dữ liệu hiện trạng cấp nước và Quyết định số 499/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ ngày 21 tháng 03 năm 2013, cùng với Quy hoạch cấp nước đến năm 2030 và tầm nhìn đến năm 2050.
Bên cạnh đó, nghiên cứu thiết lập mô phỏng cho hệ thống cấp nước của Thủ đô
Hà Nội ta có thể đưa ra các giải pháp vận hành cho hệ thống với những trường hợp cụ thể (rủi ro) trong cấp nước.
Dự báo nhu cầu dùng nước Định hướng sử dụng nguồn nước
Giải pháp phối hợp cấp nước từ các nguồn cấp nước khác nhau để cấp nước an toàn cho Thủ đô Hà Nội.
Vận hành hệ thống đảm bảo cấp nước an toàn dựa trên mô phỏng trong trường hợp cụ thể.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CƠ SỞ DỰ LIỆU
Ch ọ n công c ụ mô ph ỏ ng và c ơ s ở lý thuy ế t
2.1.1 Một số mô hình mô phỏng hệ thống cấp nước
Loop là phần mềm tính toán thủy lực cho mạng lưới cấp nước sơ khai, giúp người dùng nhận diện sự hỗ trợ của công nghệ thông tin trong lĩnh vực này Tuy nhiên, giao diện trên màn hình Dos của Loop không thân thiện với người sử dụng và tính năng của phần mềm còn hạn chế, chưa phản ánh chính xác tình hình thủy lực thực tế của hệ thống mạng lưới.
EPANET là phần mềm chuyên dụng để tính toán mạng lưới cấp nước, cho phép mô phỏng cả thủy lực và chất lượng nước theo thời gian Chương trình này tạo ra một môi trường thuận lợi để nhập dữ liệu mạng, thực hiện mô hình mô phỏng quá trình thủy lực và chất lượng nước, đồng thời cung cấp nhiều phương pháp quan sát kết quả EPANET được phát triển bởi Bộ phận Cấp nước và Nguồn nước thuộc Viện Nghiên cứu quản lý các rủi ro quốc gia của Cơ quan Bảo vệ môi trường Hoa Kỳ.
WaterCad là phần mềm hàng đầu trong thiết kế và mô phỏng mạng lưới cấp nước, cho phép người dùng theo dõi các tính chất thủy lực và chất lượng nước trong hệ thống ống dẫn Phần mềm này tính toán lưu lượng trong từng nhánh ống, áp suất tại các nút, chiều sâu nước trong các đài và bể chứa, cũng như nồng độ hóa chất trong toàn bộ mạng lưới cấp nước trong suốt thời gian mô phỏng Ngoài ra, WaterCad còn hỗ trợ mô phỏng thời gian lưu nước trong toàn bộ hệ thống Đây là chương trình mô hình hóa hệ thống cấp nước do tập đoàn BENTLEY phát triển.
WaterGEMS của hãng Bentley là phần mềm mô hình hóa thủy lực và mô phỏng chất lượng nước trong hệ thống phân phối, nổi bật với khả năng tương tác tiên tiến và tích hợp công cụ quản lý Phần mềm này cung cấp một môi trường làm việc thân thiện, giúp người dùng dễ dàng phân tích, thiết kế và tối ưu hóa hệ thống cấp nước Với những tính năng ưu việt, WaterGEMS được xem là phần mềm xuất sắc nhất hiện nay trong lĩnh vực mô hình thủy lực và tính toán mạng lưới cấp nước.
Bảng 2 1 So sánh tính năng, giao diện và vấn đề chi phí bản quyền các mô hình
TT Phần mềm Giao diện, tính năng và hạn chế Bản quyền
- Môi trườ ng làm vi ệ c:
Chạy mô hình thủy lực của mạng lưới cấp nước
Giao diện không thân thiện
Quá trình xử lý số liệu không tiện ích, xuất số liệu sang Word và Excel không đơn giản
Người chạy chương trình không thấy được sự thay đổi của chế độ thủy lực theo các giờ trong ngày
TT Phần mềm Giao diện, tính năng và hạn chế Bản quyền
- Môi trườ ng làm vi ệ c:
Chạy trong môi trường Windows
+ Mô phỏng các loại nguồn nước khác nhau
+ Mô phỏng bơm, tính toán hiệu suất bơm và chi phí năng lượng
+ Xét đến đồng thời các chế độ dùng nước khác nhau tại các khu vực trong hệ thống
Epanet không chỉ mô phỏng chất lượng nước mà còn cho phép theo dõi sự vận chuyển của các hóa chất không phản ứng trong hệ thống cấp nước, cũng như mô phỏng quá trình kết tủa.
+ Theo dõi thời gian lưu lại của nước trong hệ thống
+ Cho phép khai báo chế độ cấp hóa chất vào hệ thống thay đổi theo thời gian
+ Việc thiết kế trực tiếp trên hình ảnh bản đồ khu vực là điều không thể
+ Không thể chuyển trực tiếp các số liệu từ bên Cad sang
+ Việc tính toán,thiết kế cho mạng lưới cấp nước lớn gặp rất nhiều khó khăn.
- Môi trườ ng làm vi ệ c:
+ Khả năng mô phỏng thuỷ lực của Watercad cũng tương tự như Epanet
+ Ngoài khả năng mô phỏng chất lượng nước như của Epanet thì Watercad còn có một số tính năng khác :
Sự pha trộn nước từ nhiều nguồn khác nhau
Sự suy giảm của hàm lượng clor trong nước Theo dõi sự lan truyền chất ô nhiễm
Sự gia tăng các sản phẩm khử trùng
Mạng lưới có thể được mô phỏng trực tiếp trên nền tảng Autocad, cho phép nhập dữ liệu và hiển thị kết quả ngay trên phần mềm này Bên cạnh đó, người dùng có thể lưu dữ liệu từ Epanet và mở file đó bằng phần mềm Watercad.
+ File dữ liệu nền còn hạn chế, không thể cập nhật các dữ liệu từ MicroStation và ArcGIS
+ Không có khả năng tính toán mô hình và chống thất thoát nước
+ Không có khả năng mô phỏng nhiều kịch bản khác nhau cho mô hình
TT Phần mềm Giao diện, tính năng và hạn chế Bản quyền
- Môi trườ ng làm vi ệ c:
Phân tích tính toán thủy lực theo thời gian của hệ thống phân phối nước bao gồm các yếu tố quan trọng như bơm, bể chứa, đường ống, ống nối, cống, kênh hở và van Việc đánh giá hiệu suất của từng thành phần này giúp tối ưu hóa hoạt động của hệ thống và đảm bảo cung cấp nước hiệu quả Sự tương tác giữa các yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến lưu lượng và áp lực nước, từ đó quyết định tính ổn định và độ tin cậy của hệ thống phân phối.
Dự báo mô phỏng thời gian kéo dài giúp phân tích khả năng phản ứng của hệ thống thủy lực đối với các nhu cầu cung cấp và tiêu thụ nước khác nhau.
+ Phân tích lưu lượng chữa cháy trong điều kiện khắc nghiệt của hệ thống
+ Ứng dụng chức năng quản lý kịch bản, so sánh các tình huống khác nhau trong hệ thống thủy lực
+ Hiệu chỉnh mô hình bằng tay với công cụ Darwin Calibrator thông qua thuật toán di truyền
Chạy trên các ứng dụng phần mềm như MicroStation, AutoCAD và ArcGIS, hệ thống thông tin địa lý có khả năng giải quyết hiệu quả các vấn đề thủy lực liên quan đến mạng lưới đường ống cấp thoát nước.
→ Lựa chọn mô hình phù hợp cho lĩnh vực và địa điểm nghiên cứu
Trong việc lựa chọn phần mềm phân tích, ba ứng dụng hàng đầu được ưu tiên là WaterGem, WaterCad và Epanet, tất cả đều đáp ứng các tính năng cơ bản cho đề tài Tuy nhiên, chi phí bản quyền phần mềm đóng vai trò quan trọng trong quyết định lựa chọn Với ngân sách hạn chế, WaterCad và WaterGem trở nên tốn kém, do đó tác giả quyết định chọn Epanet, vì nó không chỉ đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật mà còn phù hợp với tình hình tài chính hiện tại.
Mạng lưới cấp nước thường có hai dạng chính là mạng phân nhánh và mạng vòng Trong thiết kế mạng lưới cấp nước, việc xác định đường kính kinh tế và tổn thất áp lực tối ưu cho các đoạn ống là rất quan trọng Để thực hiện điều này, cần tiến hành tính toán thủy lực cho toàn bộ mạng lưới Điều này bao gồm việc xác định lưu lượng chảy qua các đoạn ống và tính toán các tổn thất thủy lực trên từng đoạn.
Mạng lưới cấp nước thường bao gồm nhiều đoạn ống với chiều dài và đường kính khác nhau, tạo thành một hệ thống thủy lực phức tạp, đặc biệt là trong các mạng vòng Sự đa dạng này dẫn đến nhiều ẩn số và các phương trình tính toán tổn thất thủy lực rất phức tạp, không thể giải trực tiếp, do đó cần áp dụng các phương pháp tính thử khác nhau như phương pháp của Lobachev hoặc Andriyasev.
Trước đây, việc tính toán thủy lực cho mạng lưới cấp nước thường được thực hiện thủ công, gây tốn thời gian và công sức Hiện nay, nhờ vào sự phát triển của công nghệ máy tính, việc giải quyết các bài toán này đã trở nên nhanh chóng hơn với sự hỗ trợ của các chương trình tính toán như LOOP và EPANET EPANET, được phát triển bởi Bộ phận Cấp nước và nguồn nước thuộc Viện Nghiên cứu quản lý các rủi ro quốc gia của Cơ quan Bảo vệ môi trường Hoa Kỳ, đã trở thành công cụ hữu ích trong lĩnh vực này.
EPANET là phần mềm mô phỏng quá trình thủy lực và chất lượng nước theo thời gian, cho phép người dùng phân tích mạng lưới cấp nước bao gồm các đoạn ống, nút, máy bơm, van, bể chứa và đài nước Phần mềm này đánh giá lưu lượng nước qua từng đoạn ống, áp suất tại các nút, cao độ mực nước ở bể chứa và đài nước, cũng như nồng độ các chất trong mạng lưới trong suốt thời gian mô phỏng với nhiều thời đoạn khác nhau Bên cạnh đó, EPANET cũng mô phỏng thời gian lưu nước và biểu đồ nguồn nước, giúp người dùng có cái nhìn tổng quát về hiệu suất của hệ thống cấp nước.
EPANET, chạy trên nền Windows, cung cấp môi trường lý tưởng để nhập dữ liệu mạng, thực hiện mô hình thủy lực và mô phỏng chất lượng nước Phần mềm cho phép người dùng quan sát kết quả thông qua nhiều hình thức như sơ đồ mạng lưới với màu sắc và số liệu, bảng số liệu, biểu đồ quan hệ theo thời gian và các hình vẽ minh họa.
C ơ s ở d ữ li ệ u và l ậ p s ơ đồ
2.2.1 Khái quát về nhu cầu sử dụng nước
Dựa trên các tiêu chuẩn cấp nước hiện hành và tình hình sử dụng nước thực tế, nhu cầu nước của Thủ đô Hà Nội sẽ bao gồm nhiều loại hình khác nhau.
Nước cấp cho nhu cầu sinh hoạt của cư dân tại các đô thị hiện có và các đô thị mới theo quy hoạch, cũng như các khu dân cư nông thôn lân cận, là một yếu tố quan trọng trong phát triển bền vững.
Nhu cầu nước sinh hoạt cho người dân vãng lai tại các đô thị cần được tính toán và điều chỉnh phù hợp với từng giai đoạn phát triển của Thủ đô.
Nước được cung cấp cho các khu công nghiệp tập trung, cụm công nghiệp nhỏ, tiểu thủ công nghiệp và làng nghề, phân bố rộng rãi trong các đô thị và khu vực nông thôn.
Cung cấp nước cho các nhu cầu dịch vụ công cộng, bao gồm cơ quan hành chính, trường học, bệnh viện, và các dịch vụ kinh doanh, tư nhân khác, cũng như phục vụ cho hoạt động tưới cây và rửa đường.
Cấp nước cho các nhu cầu địch vụ kinh doanh đô thị: chợ, nhà hàng, khách sạn, tiểu thủ công v.v.
2.2.2 Khái quát về sự phát triển dân số và công nghiệp
2.2.2.1 Quy m dân số và mức tăn dân số
Sau khi mở rộng địa giới vào năm 2008, đến tháng 12 năm 2011, Hà Nội có tổng dân số là 6.870.200 người, trong đó dân số thành thị đạt 2.585.536 người và dân số nông thôn là 4.285.200 người Tỷ lệ dân số thành thị chiếm 38% tổng số dân của thành phố, với tỷ lệ gia tăng dân số trong giai đoạn này là 2%.
Các đô thị và thị trấn của Hà Nội đang phát triển nhanh chóng theo quy hoạch, với sự gia tăng dân số chủ yếu do di cư Những khu vực có tốc độ tăng dân số nhanh nhất bao gồm khu vực từ sông Nhuệ đến vành đai 4 và các đô thị vệ tinh Khu vực nội đô được quy hoạch hạn chế phát triển nhằm duy trì sự ổn định, đặc biệt là khu đô thị trung tâm Dân số khu vực nội đô lịch sử hiện tại khoảng 1.203.300 người, dự kiến sẽ giảm xuống còn 919.300 vào năm 2020 và tiếp tục giảm xuống còn khoảng 800.000 người vào năm 2030, với mức dân số này được duy trì đến năm 2050.
Phụ lục 1: Diện tích, dân số mật độcác đơn vị hành chính của Thủđô Hà Nội Phụ lục 2: Quy mô dân số các khu vực cấp nước
Trong những năm qua, Hà Nội chứng kiến sự phát triển manh mún và cục bộ của các khu, cụm, điểm công nghiệp, chưa đáp ứng kịp tốc độ đô thị hóa nhanh chóng Nhiều khu công nghiệp như Vĩnh Tuy, Cầu Giấy, Hai Bà Trưng đã tiến sát vào nội đô, trong khi một số khác lại nằm rải rác dọc theo các trục quốc lộ và cửa ngõ thành phố, đặc biệt là khu vực từ vành đai 3 vào trung tâm.
Theo quy hoạch xây dựng chung Thủ đô Hà Nội đến năm 2030 và tầm nhìn đến năm 2050, các khu cụm công nghiệp hiện tại trong khu trung tâm sẽ được chuyển đổi thành đất phát triển công cộng đô thị Quy hoạch ưu tiên xây dựng công viên, các công trình phúc lợi công cộng, bãi đỗ xe và các công trình hạ tầng kỹ thuật Cụ thể, sẽ có sự chuyển đổi 04 cụm công nghiệp nằm trong các quận nội thành, bao gồm Thượng.
Khu vực Đình, Minh Khai-Vĩnh Tuy-Mai Động, Văn Điển-Pháp Vân, Giáp Bát-Trương Định có diện tích khoảng 257 ha, cùng với 05 cụm công nghiệp tại các huyện ngoại thành như Cầu Bươu, Chèm, Đức Giang-Cầu Đuống, Cầu Diễn- Mai Dịch và Đông Anh, tổng diện tích khoảng 169 ha.
2.2.3 Dự báo nhu cầu sử dụng nước Đề xuất phân chia phạm vi quy hoạch cấp nước thành 5 khu vực cấp nước như sau:
2.2.3.1 Đ t ị trun tâm, p ía Nam s n Hồn a K u nội đ (9 quận iện có, trừ quận Lon Biên + Mở rộn )
Nội đô lịch sử (4 quận nội thành cũ- Hoàn Kiếm, 3/4 Hai Bà Trưng, Ba Đình, Đống Đa, một phần Tây Hồ)
Nội Đô mở rộng ( từ vành đai 2 đến sông Nhuệ: 4 quận nội thành mới, trừ Long Biên) b C uỗi đ t ị p ía Đ n vàn đai 4 (từ s n N uệ đến vàn đai 4: Nam s n
Hồn ) Đô thị Hà Đông
Khu đô thị thuộc Huyện Từ Liêm, Thanh Trì, Hoài Đức, Đan Phượng, Thanh Oai, Thường Tín c C c n uồn cấp n ớc c o đ t ị trun tâm, p ía Nam S n Hồn
Nguồn nước Ngầm hiện có được nâng hoặc giảm công suất đạt đến giai đoạn
2030 là 431.000 m3/ngày bao gồm: Nhà máy nước Yên Phụ 90.000 m3/ngày; Ngô
Sỹ Liên 45.000 m3/ngày; Lương Yên 50.000 m3/ngày; Ngọc Hà 30.000 m3/ngày; Mai Dịch 60.000 m3/ngày; Cáo Đỉnh 60.000 m3/ngày; Nam Dư 60.000 m3/ngày;
Hà Đông 1 là 16.000 m3/ngày; Hà Đông 2 là 20.000m3/ngày.
Nguồn nước mặt sông Đà cung cấp cho đô thị trung tâm và phía Nam sông thông qua hai đường ống truyền tải dọc theo Đại Lộ Thăng Long, kết nối với vành đai 3.
Nguồn nước mặt từ sông Hồng và sông Đuống cung cấp nước cho đô thị trung tâm phía Nam sông Hồng thông qua các tuyến ống chính Các tuyến ống này được bố trí dọc theo các đường vành đai 4, vành đai 3,5 và vành đai 3, đảm bảo cung cấp nước hiệu quả cho khu vực đô thị.
2.2.3.2 K u vực p ía Tây Hà Nội a C c đ t ị và đ t ị sin t i
Bao gồm: Đô thị Sơn Tây, Hòa Lạc, Xuân Mai, đô thị mới Phúc Thọ, đô thị sinh thái Quốc Oai, Chúc Sơn. b C c t ị trấn p ía Tây
Bao gồm: Các thị trấn Phùng, Liên Quan, Phúc Thọ, Kim Bài, Tây Đằng. c K u vự n n t n liền kề đ ợc cấp n ớc từ ệ t ốn cấp n ớc tập trun
Liền kề đô thị Sơn Tây, Hòa Lạc, Xuân Mai, Chúc Sơn.
Dọc trục đường quốc lộ 32, 21, 21B, trục đường Phúc Thọ - Chúc Sơn, Trục đường vành đai 4. d C c N uồn cấp n ớc c o k u vực p ía Tây Hà Nội
Nguồn nước Ngầm hiện có tính đến giai đoạn 2030 là 30.000 m3/ngày bao gồm: Nhà máy nước Sơn Tây 1 là 10.000 m3/ngày, Sơn Tây 2 là 20.000 m3/ngày.
Nguồn nước mặt sông Đà cung cấp nước cho khu vực thông qua các tuyến ống chính, bao gồm tuyến từ Đầm Bài đến Hòa Lạc, và từ Hòa Lạc đến dọc trục đường 21A cùng đô thị Sơn Tây, Xuân Mai Ngoài ra, các tuyến ống chính còn cấp nước cho trục đường Phúc Thọ - Chúc Sơn và các đô thị như Phúc Thọ, Chúc Sơn, Quốc Oai Cuối cùng, tuyến ống từ vành đai 4 cung cấp nước cho dọc trục đường 21B và Thị trấn Kim Bài.
Nguồn cấp nước mặt Sông Hồng: Cấp nước cho dọc trục đường 32 và các thị trấn Phùng Liên quan và Tây Đằng.
2.2.3.3 K u vực p ía Bắc Hà Nội a C c k u đ t ị và liền kề đ ợc cấp n ớc
Các khu đô thị được cấp nước bao gồm Đô thị Mê Linh – Đông Anh, Đô thị Đông Anh và Đô thị Sóc Sơn.
Các thị trấn đước cấp nước: Thị trấn Phù Đổng, KimHoa, Nỉ.
70 c N uồn cấp n ớc c o k u vực p ía Bắc Hà Nội
Nguồn nước Ngầm hiện có tính đến giai đoạn 2030 là 72.000 m3/ngày bao gồm: Nhà máy nước Bắc Thăng Long –Vân Trì 50.000 m3/ngày; Đông Anh 12.000 m3/ngày; Nguyên Khê 10.000 m3/ngày
Nguồn cấp nước mặt sông Hồng được cung cấp cho khu vực thông qua hệ thống ống chính dọc bờ sông, kết nối với vành đai 3,5 qua cầu Thượng Cát, và vành đai 3 qua cầu Thăng Long, cũng như cầu Nhật Tân.
Nguồn cấp nước mặt sông Đuống: Cấp nước cho khu vực này thông qua tuyến ống chính số 732, 834, 844, 851, 857 và 862.
2.2.3.4 K u vực p ía Đ n Hà Nội a C c k u đ ợc cấp n ớc
Quận Long Biên, liền kề các đô thị Gia Lâm, các thị trấn huyện Gia Lâm b N uồn cấp n ớc
Nguồn nước Ngầm hiện có tính đến giai đoạn năm 2030 là 80.000 m3/ngày bao gồm: Nhà máy nước Gia Lâm 60.000 m3/ngày; Yên Viên 20.000 m3/ngày.
Nguồn cấp nước mặt sông Đuống cấp nước cho khu vực này thông qua tuyến ống chính số 732, 834, 844, 851, 857 và 862.
Tính toán s ố li ệu đầ u vào
2.3.1 Xác định chiều dài tính toán
Mỗi đoạn ống phân phối nước được thiết kế để đáp ứng nhu cầu của các đối tượng sử dụng khác nhau, với yêu cầu phục vụ đa dạng Để xác định khả năng phục vụ của các đoạn ống tại các khu vực có tiêu chuẩn sử dụng nước khác nhau, người ta sử dụng công thức tính chiều dài tính toán cho các đoạn ống.
72 l tt = l thực ×m (m) m: hệ số kể sự phục vụ khác nhau của các đoạn ống đối với từng khu vực có tiêu chuẩn dùng nước khác nhau.
+ Khi đoạn ống phục vụ một phía lấy m = 0,5.
+ Khi đoạn ống phục vụ hai phía lấy m = 1
+ Khi đoạn ống vận chuyển lấy m = 0. l thực : chiều dài thực của đoạn ống tính toán. ltt: chiều dài tính toán của đoạn ống
Sơ đồ tính toán mạng lưới cấp nước cung cấp thông tin về chiều dài của từng đoạn ống cho các khu vực cấp nước tại thành phố Hà Nội Thông tin chi tiết có thể được tham khảo tại phụ lục 7.
Phụ lục 6 Xác định chiều dài tính toán, lưu lượng đơn vị, dọc đường
2.3.2 Tính toán qđv cho từng khu vực
Vì lưu lượng dọc đường của mỗi đoạn ống phụ thuộc vào chiều dài của nó và được tính theo công thức sau : q i-kdd = q đvdd × L i-ktt (l/s)
L i-ktt : Chiều dài tính toàn đoạn từ i – k (m) q đvdd : Lưu lượng đơn vị dọc đường của đoạn ống (l/s)
Để tính toán lưu lượng tiêu thụ nước cho Thủ đô Hà Nội, cần xem xét tổng chiều dài của toàn bộ mạng lưới cấp nước Những tuyến ống phục vụ ở các khu vực ngoại ô hoặc trên các trục đường quốc lộ thường có chiều dài lớn và lưu lượng tiêu thụ cao hơn so với các Nút ở khu vực trung tâm, nơi có mật độ dân số đông và chiều dài tuyến ống ngắn hơn Để đảm bảo tính chính xác trong việc tính toán lưu lượng tiêu thụ tại từng Nút, cần thực hiện phân tích cho từng khu vực riêng biệt, nhằm tối ưu hóa hiệu quả của hệ thống cấp nước cho Thủ đô.
Hà Nội là rất lớn nên chia làm 5 khu vực để tính toán qđvdd: Khu vực đô thị trung
73 tâm phía Nam sông Hồng, khu vực phía Tây, khu vực phía Bắc, khu vực phía Đông và khu vực phía Nam.
Lưu lượng đơn vị dọc đường tính theo công thức:
Ltt : Tổng chiều dài tính toán của các đường ống trong khu dân cư (m)
Qdd : Tổng lưu lượng dọc đường (l/s)
Tổng lưu lượng dọc đường được xác định theo công thức :
Qttr : Tổng lưu lượng của các điểm tập trung (l/s)
Qml : tổng lưu lượng cấp vào mạng lưới trong giờ dùng nước trung bình
Vậy lưu lượng đơn vị dọc đường của từng khu vực được tính toán tổng hợp trong bảng 2.4.
Bảng 2 5 Tổng hợp chiều dài, tính toán q đvdd cho từng khu vực
TT KHU VỰC ĐÔNG THỊ Q KHU
1 Khu vực đô thị trung tâm phía Nam Sông Hồng 1,014,849 7,638 1,007,211 425,178 0.027418
2 Khu vực phía Tây Hà Nội 558,517 57,066 501,451 300,538 0.019312
3 Khu vực phía Bắc Hà Nội 458,203 57,350 400,853 230,128 0.020161
4 Khu vực phía Đông Hà
5 Khu vực phía Nam Hà Nội 91,024 16,755 74,269 82,063 0.010475
Lưu lượng dọc đường của mỗi đoạn ống phụ thuộc vào chiều dài của nó và được tính theo công thức sau : q i-kdd = q đvdd × L i-ktt (l/s)
L i-ktt : Chiều dài tính toàn đoạn từ i – k (m) q đvdd : Lưu lượng đơn vị dọc đường của đoạn ống (l/s)
Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng Exel: “XD-chieudaiTT-LLNut- 2030-CTKV”
2.3.3 Quy về lưu lượng Nút (sinh hoạt, công nghiệp), tổng hợp lưu lượng Nút
Sau khi xác định lưu lượng dọc đường của từng đoạn ống, chúng ta sẽ tính lưu lượng tại các nút phân đôi bằng cách chia lưu lượng dọc đường của mỗi đoạn cho hai nút và cộng các giá trị tại các nút Công thức tính được thể hiện như sau: q i -nút = 2 q i dd.
Lưu lượng nút của nút thứ i được ký hiệu là q i (l/s), trong khi tổng lưu lượng dọc đường của các đoạn ống quy tụ tại nút thứ i được gọi là qidd (l/s) Kết quả lưu lượng nút được trình bày chi tiết trong phụ lục 4.
Lưu lượng tập trung tính theo công thức : Q = S x 22 (m3/ngđ)
S: diện tích đất công nghiệp tâp trung
22 m3/ha: tiêu chuẩn cấp nước
Kết quả lượng nút tập trung được thể hiện qua phụ lục 7
Phụ lục 7 Tổng hợp lưu lượng Nút tính toán
ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẤP NƯỚC AN TOÀN
Gi ả i pháp ph ố i h ợ p các ngu ồ n c ấp để c ấ p n ướ c an toàn
3.1.1 Phương án 1: Mô phỏng lại hệ thống cấp nước theo Quy hoạch năm 2030 3.1.1.1 T n số m p ỏn
Thông số đầu vào cho mô phỏng bao gồm các số liệu tính toán đã được đề cập Đường ống cấp nước của hệ thống được lấy sơ bộ theo Quy hoạch cấp nước cho các khu vực đô thị tại thành phố Hà Nội.
Thống kê các nhà máy nước hiện có bao gồm nhà máy nước ngầm, nhà máy nước mặt sông Hồng và sông Đuống với công suất dự kiến đến năm 2030 Đối với nhà máy nước sông Đà, cột nước được nhập theo thực tế cốt xây dựng trạm xử lý ở cao độ +92m Sau khi xử lý, nước sẽ được dẫn đến bể chứa ở cốt +72m để cung cấp cho các khu đô thị.
3.1.1.2 Kết quả m p ỏn -Phân tích
Dựa trên mô phỏng bằng phần mềm Epanet, vào thời điểm sử dụng nước thấp nhất lúc 0:00 giờ, hệ thống ghi nhận áp suất âm (-) tại 20 nút tính toán Hiện tượng này xảy ra ở vị trí cuối mạng lưới của khu đô thị Phú Xuyên và đô thị Phúc Thọ.
Hình 3 1 Hình ảnh mô phỏng cho đô thị Phúc Thọ bị áp âm (-)
91 Áp lực âm (-) thấp nhất tại Nút 160 là -217,04m
Hình 3 2 Hình ảnh mô phỏng cho đô thị Phú Xuyên bị áp âm (-)
Các tuyến ống dọc theo quốc lộ 1A, đặc biệt trong khu vực đô thị Phú Xuyên và một số đoạn ở khu đô thị Hòa Lạc, Chúc Sơn, đang gặp phải vấn đề với vận tốc dòng chảy cao và tổn thất áp lực lớn Một ví dụ điển hình là tuyến ống số 177 tại khu đô thị Phúc Thọ, với đường kính D0 là 2,55m và tổn thất đầu mối lên đến 1,23m.
Trạm tăng áp Phúc Thọ có vai trò quan trọng trong việc tăng áp và cung cấp nước cho các hộ tiêu thụ dọc quốc lộ 32 từ Phúc Thọ đến Sơn Tây, cũng như cho đô thị Sơn Tây Tuy nhiên, hình ảnh cho thấy sự bất hợp lý trong phân bố dòng chảy, với nước chảy vòng thay vì theo hướng thẳng Nguồn nước từ sông Hồng được cấp đến nút 121, sau đó tiếp tục chảy về nút.
Nước được dẫn từ nút 121 đến nút 116 và nút 114 trước khi vào trạm bơm tăng áp Tại đây, nước được bơm lên nút 113 và chảy về nút 120, hoàn thành một vòng tuần hoàn Tuy nhiên, khi lưu lượng không đủ, áp lực tại nút 120 và 121 bị tổn thất lớn, dẫn đến áp suất gần đạt mức tối thiểu.
60m mà các nút lân cận 116, 117, 118, 119 lại có áp suất âm (-)
Hình 3 3 Hình ảnh mô phỏng trạm tăng áp tại Phúc Thọ, nước chảy vòng Đối với giờ dùng nước lớn nhất lúc 17.00 giờ
Hệ thống báo áp lực âm (-) xảy ra phổ biến tại nhiều khu vực cấp nước, ngoại trừ những khu vực đầu mạng lưới gần các trạm cấp nước ngầm và nước mặt, nơi áp lực nước được đảm bảo Điều này cho thấy tổn thất trong các tuyến ống cấp nước là rất lớn.
Hình 3 4 Tổng thể toàn mạng lưới thành phố những khu vực áp âm (-)
Tại các khu vực như Hòa Lạc, Xuân Mai, Phúc Thọ, Chúc Sơn, Phú Xuyên, Đông Anh và Sóc Sơn, có 73 ống dẫn nước có vận tốc lớn hơn 3m/s Vận tốc cao này gây tổn thất lớn và làm cho nút lấy nước không đáp ứng được, dẫn đến áp lực âm (-).
Hình 3 5 Áp lực âm (-) tại đô thị Phú Xuyên giờ dùng nước lớn nhất
+ Phân tích kết quả mô phỏng
Dựa trên mô phỏng hệ thống bằng phần mềm Epanet, áp lực âm (-) chủ yếu xảy ra tại các khu đô thị mới, đô thị sinh thái, các thị trấn xa và khu vực Đông Anh, Gia Lâm Hiện tượng này xảy ra khi các nút lấy nước không đủ, yêu cầu bơm với cột áp cao để vượt qua tổn thất trong ống Việc bơm với áp lực cao dẫn đến vận hành phức tạp, tăng chi phí điện năng, giảm tuổi thọ máy bơm và có thể làm ngưng hoạt động của các trạm nhỏ Áp lực âm cũng xảy ra khi tuyến ống cấp nước quá bé, gây vận tốc lớn và tổn thất lớn, dẫn đến áp lực thấp nhất tại vị trí có tổng tổn thất lớn nhất.
3.1.1.3 Đ n i t ốn qua kết quả m p ỏn p n n 1
Kết quả mô phỏng bằng phần mềm Epanet cho phương án 1 cho thấy, chỉ những khu vực gần các trạm cấp nước mặt và nước ngầm được cung cấp nước với lưu lượng và áp lực đảm bảo Trong khi đó, các khu vực đô thị vệ tinh, đô thị sinh thái và các thị trấn không đáp ứng được yêu cầu cấp nước cần thiết.
Lắp đặt trạm tăng áp tại các vị trí không phù hợp dẫn đến việc không thể chuyển nước theo yêu cầu, gây lãng phí và không đáp ứng được nhu cầu cấp nước.
Các tuyến ống truyền dẫn hiện tại chưa được bố trí hợp lý và không đủ để đáp ứng lưu lượng cần thiết, dẫn đến tổn thất lớn Hơn nữa, các tuyến ống trong từng khu vực đô thị cụ thể không đáp ứng được yêu cầu do quy hoạch tuyến ống nhỏ, vận tốc trong ống cao và áp lực không đủ, gây ra tình trạng thiếu hụt lưu lượng.
Kết quả mô phỏng phương án 1 cho thấy không đáp ứng đủ yêu cầu cấp nước, ngay cả trong những điều kiện vận hành thuận lợi nhất mà không xảy ra sự cố hay rủi ro Nếu xảy ra sự cố hoặc rủi ro trong quá trình cấp nước, tình hình sẽ càng trở nên nghiêm trọng hơn.
95 cấp nước thì hệ thống cũng không đáp ứng được, mà còn tăng tần suất rủi ro lên cao hơn.
3.1.2 Phương án 2: Mô phỏng lại hệ thống cấp nước Hà Nội theo hướng nghiên cứu
Từ file Epanet mô phỏng kết quả của phương án 1 ta Save sang một file khác là file: MH-2030-NC-CTKV.net để nghiên cứu.
Từ kết quả phân tích mô phỏng của phương án 1, ta thấy mô hình không thể chạy được lý do chủ yếu là:
Đường kính ống cấp nhỏ và lưu lượng lớn qua ống dẫn đến vận tốc cao, gây tổn thất cột áp lớn Điều này dẫn đến tình trạng áp suất âm tại các điểm lấy nước, làm cho hệ thống không đảm bảo cung cấp nước hiệu quả.
Một số trạm tăng áp công suất hiện tại không đáp ứng yêu cầu, dẫn đến việc không đủ cột áp cung cấp nước cho khu vực phía dưới Nguyên nhân một phần là do đường ống nhỏ, gây ra tổn thất cột áp lớn.
+ Một số trạm tăng áp được kết nối với hệthống chưa hợp lý.
Gi ả i pháp v ậ n hành m ạ ng l ướ i c ấ p n ướ c an toàn cho tr ườ ng h ợ p c ụ th ể
3.2.1 Các trường hợp rủi ro
Rủi do trong cấp nước khi 1 trong các nguồn cấp nước chính giảm công suất.
Trong hệ thống cấp nước, có những trường hợp cần cung cấp nước cho một khu vực nhất định nhằm phục vụ cho các mục đích quan trọng của đất nước, dẫn đến nhu cầu tăng đột biến về lưu lượng nước Điều này cũng tiềm ẩn rủi ro, đặc biệt khi một số khu vực đồng thời cần nước để chữa cháy.
Rủi ro khi xảy ra các sự cố vỡ ống.
3.2.2 Biện pháp vận hành cấp nước an toàn cho 1 trường hợp rủi ro cụ thể
Trong quá trình vận hành hệ thống cấp nước, nhiều rủi ro có thể xảy ra, trong đó vấn đề thiếu nước cho sinh hoạt và sản xuất đang được đặc biệt quan tâm Nguyên nhân của tình trạng thiếu nước này rất đa dạng và phức tạp.
+ Phát triển hạ tầng kỹ thuật, quy mô cấp nước không theo kịp với quy mô phát triển của xã hội
Sự sụt giảm đáng kể lưu lượng nguồn nước ngầm do biến đổi khí hậu và các tác động khác đã khiến việc khai thác nước không đạt công suất tối ưu.
Để đảm bảo nhu cầu tối thiểu cấp nước sinh hoạt cho người dùng, việc nghiên cứu và đưa ra giải pháp vận hành hệ thống cấp nước là rất cần thiết.
3.2.2.1 Tr ờn ợp c t ể để n iên cứu
Công suất của nhà máy nước sông Đà đã giảm 30%, gây ảnh hưởng đến khả năng cung cấp nước cho các khu vực đô thị khác của thành phố Hà Nội, ngoại trừ khu vực phía Tây.
Hình 3 14 Vùng ưu tiên được cấp nước
Khi nhà máy nước giảm công suất 30%, các khu vực đô thị khác vẫn được cấp nước đầy đủ, dẫn đến việc phải giảm cấp nước cho khu vực phía Tây Hà Nội Mức tiêu thụ nước tại khu vực này cũng phải giảm tương ứng với công suất cấp nước của nhà máy nước sông Đà.
3.2.2.3 M p ỏn bằn p ần mềm Epanet
Kiểm tra hệ thống cấp nước giữa các vùng sử dụng trạm bơm tăng áp trong giờ tiêu thụ nước cao nhất Mức tiêu thụ nước lớn nhất từ nhà máy nước sông Đà sẽ được giảm trừ 30% lưu lượng cấp vào hệ thống.
Kiểm tra hệ thống cấp nước cho khu vực phía Tây Hà Nội, xác định lưu lượng nước cung cấp cho từng đoạn ống cụ thể Sau đó, giảm trừ lưu lượng cấp vào khu vực này theo tỷ lệ giảm từ nhà máy nước Sông Đà, và tiếp tục điều chỉnh lưu lượng của từng đoạn ống dựa trên tỷ lệ giảm của khu vực phía Tây.
Bắt đầu từ mức cài đặt lưu lượng ban đầu, chúng ta tiến hành vận hành hệ thống và điều chỉnh mức cài đặt theo phương pháp thử dần Bằng cách tăng giảm mức cài đặt một cách từ từ cho đến khi đạt được sự phù hợp, chúng ta đã có kết quả cài đặt van như mong muốn.
Tuyến ống số 9 cung cấp nước cho khu đô thị Hòa Lạc, được lắp đặt van điều tiết lưu lượng FCV với mức lưu lượng tối đa cho phép là 234,47 l/s Van điều tiết này có chức năng kiểm soát lưu lượng nước, đảm bảo không vượt quá mức cho phép qua đoạn ống nơi van được lắp đặt.
+ Tuyến ốngsố 85, cấp nước vào khu đô thị Hòa Lạc Lắp đặt van V2 điều tiết lưu lượng FCV với mức lưu lượng cho phép là 186,38 l/s
Tuyến ống số 88 cung cấp nước cho khu đô thị Hòa Lạc và Sơn Tây, được trang bị van V3 điều tiết lưu lượng FCV với mức lưu lượng tối đa là 1113,83 l/s.
Tuyến ống số 14 cung cấp nước cho khu đô thị Hòa Lạc và Xuân Mai, với việc lắp đặt van V4 điều tiết lưu lượng FCV, cho phép lưu lượng tối đa là 1008,43 l/s.
+ Tuyến ống số 89, cấp nước vào khu đô thị Hòa Lạc Lắp đặt van V5 điều tiết lưu lượng FCV với mức lưu lượng cho phép là 159,66 l/s
+ Tuyến ống số 15, cấp nước vào khu đô thị Hòa Lạc Lắp đặt van V6 điều tiết lưu lượng FCV với mức lưu lượng cho phép là 66,07 l/s
+ Tuyến ống số 90, cấp nước vào khu đô thị Hòa Lạc Lắp đặt van V7 điều tiết lưulượng FCV với mức lưu lượng cho phép là 130,89 l/s
+ Tuyến ống số 16, cấp nước vào khu đô thị Hòa Lạc Lắp đặt van V8 điều tiết lưu lượng FCV với mức lưu lượng cho phép là 23,90 l/s
Tuyến ống số 191 cung cấp nước cho khu đô thị Quốc Oai và Phúc Thọ, được lắp đặt van V9 điều tiết lưu lượng FCV với mức lưu lượng tối đa cho phép là 382,71 l/s.
Tuyến ống số 193 cung cấp nước cho khu đô thị Quốc Oai và khu vực Chúc Sơn, được lắp đặt van V10 để điều tiết lưu lượng nước với mức cho phép là 821,80 l/s.
+ Tuyến ống số587, cấp nước vào thị trấn Phùng và cấp lên Phúc Thọ Lắp đặt van V11 điều tiết lưu lượng FCV với mức lưu lượng cho phép là 601,10 l/s
Tuyến ống số 181 cung cấp nước bổ trợ cho khu đô thị Phúc Thọ và các khu vực lân cận Van V12 được lắp đặt nhằm điều tiết lưu lượng nước với mức cho phép là 27,43 l/s.
+ Tuyến ống số 222, cấp nước bổ trợ cho khu đô thị Chúc Sơn Lắp đặt van V13 điều tiết lưu lượng FCV vớimức lưu lượng cho phép là 125,83 l/s
Kết quả mô phỏng cho thấy khu vực được yêu cầu cấp nước đảm bảo về lưu lượng và áp lực, đạt yêu cầu về cấp nước.
Một số hình ảnh cho việc mô phỏng lắp đặt van điều tiết lưu lượng FCV
Hình 3 15 Hình ảnh mô phỏng việc lắp đặt van điều tiết lưu lượng
Tổng hợp kết quả lưu lượng tiêu thụ của một số nút vùng không ưu tiên và ưu tiên cấp nước được thể hiện ở bảng bên dưới
Bảng 3 5 Tiêu thụ lưu lượng tại nút khu vực không ưu tiên, trước và sau lắp Van
Vùng không ưu tiên cấp nước, lúc 18 giờ Vùng ưu tiên cấp nước, lúc 18 giờ Nút Tiêu thụ cơ bản Trước LĐ
Van Sau LĐ Van Nút Tiêu thụ cơ bản Trước LĐ
Gi ả i pháp an toàn v ề đườ ng ố ng
Mức độ tin cậy của hệ thống cấp nước phụ thuộc vào nhu cầu của từng đối tượng sử dụng Một số đối tượng có thể chấp nhận việc gián đoạn cung cấp nước trong những khoảng thời gian nhất định, trong khi những đối tượng khác lại yêu cầu cung cấp nước liên tục Do đó, hệ thống cấp nước được phân chia thành ba cấp độ dựa trên tần suất cung cấp.
Độ tin cậy của hệ thống chịu ảnh hưởng từ nhiều yếu tố như chất lượng thiết kế, vật liệu xây dựng, trang thiết bị và bảo trì kỹ thuật trong quá trình khai thác Các phần tử riêng lẻ trong hệ thống có tác động khác nhau đến độ tin cậy tổng thể, với mức độ ảnh hưởng phụ thuộc vào cách thức kết nối của chúng (nối tiếp hay song song) và vai trò của từng phần tử trong chức năng chung của hệ thống.
Phương pháp cơ bản để đảm bảo độ tin cậy cần thiết của hệ thống cấp nước được thể hiện ở sự dự trữ của hệ thống
Sự dự trữ có thể là: dự trữ cấu trúc, dự trữ tạm thời, dự trữ chức năng
Dự trữ cấu trúc được hình thành khi hệ thống sử dụng nhiều phần tử hơn số lượng cần thiết cho hoạt động bình thường Phương pháp này thường được áp dụng trong hệ thống cấp nước, bao gồm các công trình lấy nước, trạm bơm, đường ống bên ngoài và mạng lưới cấp nước.
Dự trữ tạm thời được thiết lập để cung cấp nước dự phòng trong thời gian sửa chữa các phần tử của hệ thống cấp nước Việc này bao gồm lắp đặt tạm thời một tuyến ống có khả năng cung cấp nước tương tự hoặc lớn hơn từ hố van trước và sau vị trí sự cố Sau khi khắc phục sự cố, tuyến ống dự trữ sẽ được tháo dỡ và cất giữ.
Dự trữ trong hệ thống ống cấp nước được thiết lập nhằm đảm bảo tính thay thế giữa các phần tử, cho phép chúng hoạt động với một mục đích nhất định Các ống trong hệ thống này có chức năng tương tự nhau, có khả năng truyền tải lưu lượng nước và có thể điều chỉnh theo thời gian Khi một ống gặp sự cố, ống còn lại sẽ tự động đảm nhận nhiệm vụ, đảm bảo sự liên tục trong cung cấp nước.
Hình 3 16 Một số ví dụ hệ thống có dự trữ
K ế t lu ậ n ch ươ ng 3
Giải pháp phối hợp cấp nước thông qua các trạm bơm tăng áp và trạm điều tiết lưu lượng sẽ đảm bảo cho hệ thống hoạt động ổn định và cung cấp nước an toàn hơn Việc sử dụng các trạm này không chỉ nâng cao hiệu quả cấp nước mà còn góp phần vào sự bền vững của hệ thống.
110 nước giữa các nguồn cấp nước khác nhau được chặt chẽ và ổn định hơn.
Hệ thống cấp nước hoạt động an toàn hơn và linh hoạt hơn trong những trường hợp yêu cầu cấp nước cụ thể.
Giải pháp phối hợp cấp nước đưa ra được những vấn đề để bổ sung cho Quy hoạch được phù hợp hơn cho cấp nước trong tương lai.
Khi một hoặc nhiều nguồn cấp nước gặp sự cố và lưu lượng nước giảm đáng kể, việc nghiên cứu và phối hợp cấp nước từ các nguồn khác trở nên vô cùng quan trọng.
Sử dụng van điều tiết lưu lượng lắp đặt đúng vị trí sẽ hỗ trợ điều chỉnh lưu lượng nước cho những khu vực thiếu nước do sự cố.
Việc điều chỉnh các van điều tiết lưu lượng cần được thực hiện với các giá trị phù hợp, nhằm đảm bảo rằng lưu lượng cho phép đạt hiệu quả tối ưu nhất.
Mô phỏng hệ thống cấp nước cho phép điều chỉnh khi một hoặc nhiều nguồn nước gặp sự cố, đảm bảo cung cấp nước an toàn cho các nhu cầu như chữa cháy hoặc cấp nước cho các khu vực cần thiết Hệ thống này giúp duy trì sự ổn định và hiệu quả trong việc cấp nước, bất chấp các tình huống khẩn cấp.
Trong trường hợp xảy ra sự cố như vỡ ống truyền tải hoặc các ống cấp khác trong mạng lưới, cần thiết phải có các biện pháp dự trữ để xử lý kịp thời.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Việc xây dựng và phát triển hệ thống cấp nước theo quy hoạch không chỉ nâng cao hiệu quả đầu tư mà còn đảm bảo vận hành đồng bộ, ổn định và an toàn Điều này góp phần tiết kiệm và bảo vệ nguồn tài nguyên nước, đồng thời bảo vệ môi trường theo hướng phát triển bền vững Công việc này cần được thực hiện theo “Định hướng phát triển cấp nước đô thị” đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt.
KẾT LUẬN Đối với phương n mô phỏng lại Quy hoạch
Mô phỏng quy hoạch các vùng xa nguồn cấp cho thấy áp lực âm xảy ra chủ yếu do đường kính ống không đạt yêu cầu và hướng cấp nước không như mong muốn.
Một số trạm tăng áp được kết nối chưa phù hợp, công suất trạm tăng áp và áp lực của trạm tăng áp chưa phù hợp cần điều chỉnh.
Một số trạm bơm tăng áp được lắp đặt ở vị trí thuận lợi về áp lực, nhưng vẫn chưa đạt hiệu quả tối ưu trong việc cung cấp nước cho khu vực phía sau áp lực Do đó, cần xem xét lại phương pháp nghiên cứu để cải thiện hiệu suất hoạt động của các trạm bơm này.
Việc điều chỉnh đường kính ống truyền tải và ống cấp nước trong từng khu vực giúp cân bằng áp lực, giảm tổn thất qua các đoạn ống Điều này đảm bảo việc vận chuyển nước theo yêu cầu, với hướng chảy hợp lý và đường ống ngắn nhất, tránh tình trạng chảy vòng.
Kết nối lại các trạm tăng áp vào mạng lưới hợp lý và điều chỉnh các thông số như đài và van giữ áp sẽ nâng cao hiệu quả phục vụ và giảm năng lượng tiêu thụ cho bơm Điều này không chỉ tăng áp cho khu vực cấp nước phía sau mà còn giúp điều hòa lưu lượng cấp nước một cách hiệu quả.
Một số trạm tăng áp được lắp đặt tại các vị trí tối ưu về áp lực và lưu lượng, với nguồn cấp nước đa dạng và từ nhiều hướng khác nhau, nhằm đảm bảo cung cấp nước hiệu quả cho khu vực phía sau.
Việc cắt giảm các trạm tăng áp 112 là cần thiết để đảm bảo áp lực ổn định và tránh lãng phí đầu tư không hiệu quả.
Các nguồn cấp nước chính từ nhà máy nước mặt được phân bố hợp lý, phục vụ hiệu quả cho những vùng thuận lợi Việc kết nối giữa các nguồn cấp bằng hệ thống ống truyền tải không chỉ hỗ trợ lẫn nhau trong trường hợp sự cố mà còn giúp hệ thống hoạt động ổn định và bền vững hơn.
Việc phối hợp cấp nước giữa ba nhà máy nước mặt cho các khu vực đô thị Hà Nội sẽ không đạt hiệu quả cao nếu không sử dụng các trạm bơm tăng áp Các trạm bơm này hoạt động như những khớp nối, giúp tăng cường sự hài hòa và ổn định trong việc cấp nước giữa các vùng Đồng thời, trạm điều tiết lưu lượng cũng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo cấp nước ổn định và an toàn Bằng cách tích trữ lưu lượng nước trong các giờ thấp điểm và bơm vào mạng lưới trong giờ cao điểm, cũng như cấp nước khi xảy ra sự cố, hệ thống sẽ đảm bảo an toàn hơn cho việc cung cấp nước.