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 Quốc gia, nổi bật với vai trò là trung tâm văn hóa, khoa học, đào tạo, kinh tế và du lịch với tốc độ đô thị hóa nhanh chóng Môi trường sống tại Hà Nội mang lại chất lượng cao cho cư dân và các hoạt động giải trí 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 sử dụng nước sạch của người dân ngày càng cao về cả chất lượng lẫn 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 40.000-60.000 m³/ngày Chế độ thủy văn Sông Hồng ảnh hưởng đến việc khai thác nước ngầm, dự kiến suy giảm từ 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, ảnh hưởng đến sản lượng nước Nhà máy nước Sông Đà cung cấp 27% tổng lượng nước cho thành phố, do đó, sự cố như vỡ ống nước có thể dẫn đến tình trạng thiếu nước, ảnh hưởng đến đời sống người dân và hoạt động kinh tế.
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 từ nguồn nước ngầm và mặt là cần thiết để đảm bảo cấp nước an toàn, góp phần giải quyết các vấn đề cấp thiết hiện tại và bảo đảm nguồn nước bền vững cho tương lai.
Đề tài “Nghiên cứu phối hợp cấp nước cho các đô thị thành phố Hà Nội” là rất quan trọng, nhằm tìm ra các giải pháp hiệu quả cho việc vận hành và cung cấp nước an toàn.
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 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 Bài viết cũng đề xuất một số giải pháp thay thế và bổ sung nguồn nước, cải tiến trạm bơm tăng áp, cùng với việc 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 này tập trung vào các nguồn cấp nước và hệ thống cấp nước của đô thị trung tâm cũng như 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 là việc áp dụng có chọn lọc các kết quả nghiên cứu trước đây liên quan đến cấp nước cho thành phố Hà Nội, bao gồm các kết quả tính toán, quy hoạch, bản đồ và bản vẽ.
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 quá trình cung cấp nước ổn định với áp lực và lượng nước 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 xảy ra từ nguồn nước qua các giai đoạn thu nước, 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 với áp lực đủ, liên tục và lượng nước cần thiết, đồng thời phải tuân thủ các quy chuẩn chất lượng quy định.
Đảm bảo cấp nước an toàn là các hoạt động nhằm giảm thiểu và loại bỏ những nguy cơ, rủi ro liên quan đến an toàn nguồn nước Những hoạt động này bao gồm việc 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 quy chế bảo đảm an toàn cấp nước.
Kể từ khi quyết định được ban hành, các ngành và đơn vị cấp nước tại các tỉnh, thành phố đã tích cực quan tâm và triển khai thực hiện quyết định này.
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 thể hiện cam kết của Việt Nam trong việc bảo đảm nước sạch mà còn hướng dẫn tổ chức thực hiện tại các đô thị trên toàn quốc, phù hợp với các 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 lập và phê duyệt Kế hoạch cấp nước an toàn theo quy định, giúp chủ động kiểm soát toàn bộ quy trình từ sản xuất đến tiêu thụ Việc này đảm bảo nước sạch cung cấp cho người sử dụng đạt tiêu chuẩn an toàn và vệ sinh.
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; tuy nhiên, việc lồng ghép giữa các yếu tố kỹ thuật và tổ chức bộ máy chưa hợp lý Một số quy định chưa mang tính pháp lý rõ ràng, do đó cần được rà soát và điều chỉnh.
Quy định về thẩm quyền phê duyệt kế hoạch cấp nước an toàn giao cho đơn vị cấp nước hiện nay đang gặp bất hợp lý và thiếu hiệu lực pháp lý Kế hoạch cấp nước an toàn không chỉ bao gồm việc bảo vệ nguồn nước mà còn liên quan đến trách nhiệm quản lý của nhiều ngành trong tỉnh, từ hộ sử dụng đến các cơ quan chức năng Do đó, nhiều địa phương đề xuất rằng kế hoạch này cần được cơ quan hành chính phê duyệt để đảm bảo giá trị pháp lý, từ đó cần thiết phải nghiên cứu và sửa đổi quy định hiện hành.
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 chuyên trách với quyền hạn và trách nhiệm 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 được đào tạo bài bản và thường phải kiêm nhiệm nhiều công việc khác Điều này ảnh hưởng đến tính đồng bộ và hiệu quả trong việc triển khai nhiệm vụ cấp nước an toàn.
Ban chỉ đạo cấp nước an toàn cấp tỉnh được thành lập nhằm đáp ứng nhu cầu của địa phương và đảm bảo tầm quan trọng của việc cung cấp nước an toàn Một số tỉnh như Cà Mau, Thừa Thiên - Huế, Bà Rịa - Vũng Tàu, Khánh Hòa, Bình Dương, Hải Dương đã nhanh chóng thiết lập ban này để quản lý và cải thiện chất lượng nước cung cấp cho người dân.
Ban chỉ đạo cấp nước an toàn do Phó Chủ tịch UBND tỉnh làm trưởng ban, bao gồm các cơ quan chuyên môn và đơn vị cấp nước, với Sở Xây dựng là cơ quan thường trực, đã giúp cải thiện việc thực hiện kế hoạch cấp nước an toàn Sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan quản lý đã mang lại kết quả khả quan, như tỷ lệ thất thoát nước giảm và chất lượng nước được nâng cao, 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 cho 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, nhằm lập và triển khai kế hoạch cấp nước an toàn Nhờ vào những nỗ lực 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 cải thiện đáng kể 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 đảm bảo cung cấp nước ổn định với áp lực và lượng nước đủ, đồng thời tuân thủ các tiêu chuẩn chất lượng quy định Các hoạt động bảo đảm cấp nước an toàn nhằm giảm thiểu và phòng ngừa các nguy cơ, rủi ro có thể xảy ra trong quá trình thu nước, 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 với áp lực đủ, liên tục và chất lượng nước đạt tiêu chuẩn quy định.
Đảm bảo an toàn trong cấp nước là các hoạt động nhằm giảm thiểu và loại bỏ các nguy cơ, rủi ro có thể ảnh hưởng đến chất lượng nước từ nguồn cung cấp Quá trình này bao gồm các bước thu nước, xử lý, dự trữ và phân phối 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 và UBND các tỉnh, thành phố đã chú trọng và tích cực triển khai thực hiện quyết định này, nhận được sự hưởng ứng mạnh mẽ từ các đơn vị cấp nước địa phương.
Quyết định số 16 được Tổ chức Y tế thế giới (WHO) đánh giá cao, ghi nhận Việt Nam là một trong 8 quốc gia ở khu vực Châu Á ban hành văn bản pháp luật liên quan đến cấp nước an toàn Việt Nam đã tổ chức triển khai thực hiện quyết định này tại các đô thị trên toàn quốc, với quy trình và nhiều 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
Đến nay, hầu hết các đơn vị cấp nước đã xây dựng và phê duyệt kế hoạch cấp nước an toàn theo quy định Việc triển khai kế hoạch này giúp các đơn vị kiểm soát hiệu quả từ sản xuất đến tiêu thụ, 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 tại Điều 16 của Bộ Xây dựng phù hợp với hướng dẫn của WHO; tuy nhiên, việc kết hợp giữa nội dung kỹ thuật và tổ chức bộ máy, đội ngũ cán bộ thực hiện là chưa hợp lý Một số quy định hiện tại chưa được luật hóa, do đó cần phải được rà soát lại.
Quy định về thẩm quyền phê duyệt kế hoạch cấp nước an toàn giao cho đơn vị cấp nước hiện nay không hợp lý và thiếu hiệu lực pháp lý Kế hoạch này bao gồm các yếu tố từ bảo vệ nguồn nước đến hộ sử dụng, liên quan đến trách nhiệm quản lý của nhiều ngành trong tỉnh Do đó, theo đề nghị của nhiều địa phương, kế hoạch cấp nước an toàn cần được cơ quan hành chính phê duyệt để đảm bảo giá trị pháp lý, và cần thiết phải 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 cấp nước an toàn, các đơn vị cấp nước đã thành lập đội ngũ chuyên trách với trách nhiệm và quyền hạn rõ ràng Tuy nhiên, hiện nay, số lượng cán bộ chuyên môn cao còn hạn chế và đội ngũ thực hiện cấp nước an toàn chưa được đào tạo bài bản, dẫn đến việc triển khai nhiệm vụ chưa đạt hiệu quả đồng bộ Việc kiêm nhiệm nhiều công việc cũng làm giảm tính chuyên nghiệp trong quá trình thực hiện nhiệm vụ cấp nước an toàn.
Ban chỉ đạo cấp nước an toàn cấp tỉnh được thành lập nhằm đáp ứng nhu cầu của địa phương và đảm bảo tầm quan trọng của việc cung cấp nước an toàn Nhiều tỉnh như Cà Mau, Thừa Thiên - Huế, Bà Rịa - Vũng Tàu, Khánh Hòa, Bình Dương và Hải Dương đã thiết lập ban này để quản lý và cải thiện chất lượng nước cấp cho người dân.
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 công tác quản lý cấp nước tại các tỉnh Sở Xây dựng đóng vai trò là cơ quan thường trực, góp phần vào sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan quản lý Nhờ vào sự chỉ đạo thống nhất, tỷ lệ thất thoát nước đã giảm đáng kể 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 này, dẫn đến nhu cầu 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 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, dựa trên việc triển khai thực hiện kế hoạch cấp nước an toàn.
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 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 nhằm khẳng định vai trò, trách nhiệm và tầm quan trọng của nước sạch đối với môi trường, đồng thời phối hợp chặt chẽ với các ban ngành địa phương để thực hiện hiệu quả.
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 thí điểm 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 cộng đồng, phòng ngừa ô nhiễm nguồn nước và nâng cao nhận thức của người dân về việc sử dụng và bảo vệ nguồn nước.
Dự án WSP, do UNICEF thực hiện tại Việt Nam, là kế hoạch cấp nước an toàn đầu tiên theo phương thức phòng ngừa Mục tiêu của dự án là giảm thiểu các 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 là một chiến lược cụ thể nhằm giảm thiểu và loại bỏ các nguy cơ, rủi ro liên quan đến an toàn nguồn nước Nó bao gồm các hoạt động phòng ngừa trong các công đoạn thu nước, xử lý, dự trữ và phân phối nước.
Kể từ năm 2007, dưới sự hỗ trợ của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), Bộ Xây dựng và Bộ Y tế, Hội cấp thoát nước đã triển khai Kế hoạch cấp nước an toàn Trong giai đoạn 2007-2009, Bộ Xây dựng đã ban hành Quy chế đảm bảo an toàn cấp nước tại Quyết định số 16/2008/QĐ-BXD Hội cấp thoát nước đã 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 đã công bố thực hiện cấp nước an toàn trên toàn tỉnh Thừa Thiên-Huế Giai đoạn 2010-2012, Bộ Xây dựng ban hành thông tư số 08/2012/TT-BXD về hướng dẫn thực hiện đảm bảo cấp nước an toàn, thay thế Quyết định số 16/2008/QĐ-BXD Hội cấp thoát nước tiếp tục tổ chức tập huấn cho 23 công ty cấp nước còn lại và xây dựng thêm 04 mô hình thí điểm tại Hải Phòng, Quảng Trị, Khánh Hòa và Vũng Tàu.
Giai đoạn 3 (2014-2016) bắt đầu với mục tiêu rà soát và xây dựng các cơ chế chính sách hỗ trợ cho việc triển khai Cấp nước an toàn Đồng thời, các quy định được triển khai nhằm đảm bảo hiệu quả trong thực hiện Cấp nước an toàn Hệ thống tổ chức quản lý cũng được hoàn thiện để thực hiện kế hoạch cấp nước an toàn từ Trung ương đến địa phương Ngoài ra, việc hỗ trợ và nâng cao năng lực cấp nước an toàn trên toàn quốc được chú trọng, cùng với việc xây dựng cơ sở dữ liệu và các chỉ số đánh giá thực hiện kế hoạch này.
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 cơ quan đối tác Những kiến thức và kinh nghiệm thu được từ khóa học 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 môi trường và cải thiện chất lượng nước, cần có những biện pháp hiệu quả nhằm duy trì sự bền vững cho nguồn tài nguyên thiên nhiên.
Để nâng cao chất lượng nước sạch và cung cấp nước an toàn, các hệ thống cấp nước cần thực hiện 9 bước quan trọng Điều này đòi hỏi việc đổi mới công nghệ liên tục và nghiên cứu ứng dụng các công nghệ xử lý nước tiên tiến, phù hợp với nhu cầu hiện tại.
Hệ thống cấp nước TPHCM là lớn nhất cả nước, với nhiều doanh nghiệp tham gia và nhiều hình thức 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 triển khai nhiều chương trình và ứng dụng khoa học công nghệ nhằm mục tiêu cấp nước an toàn Từ năm 2006, SAWACO đã 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, như xâm nhập mặn và sự cố khẩn cấp Các biện pháp như theo dõi chất lượng nước sông qua hệ thống quan trắc online, phối hợp các hồ đầu nguồn, và hạn chế khai thác nước ngầm đã được thực hiện Đồng thời, ngành cũng cải tiến hệ thống quản lý vận hành, tối ưu hóa chế độ hoạt động, và nâng cấp thiết bị xử lý nước Kết quả là chất lượng và áp lực nước sinh hoạt tại TPHCM ngày càng được cải thiện, tạo niềm tin cho khách hàng.
TPHCM đánh giá cao các chương trình hợp tác trong và ngoài nước nhằm hỗ trợ, chuyển giao công nghệ và đào tạo nhân lực cho ngành nước Các hoạt động này bao gồm trao đổi kỹ thuật, phát triển nguồn nhân lực, cũng như nghiên cứu và ứng dụng công nghệ mới giữa các đơn vị cấp nước, tổ chức và trường đại học 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 yếu tố quan trọng, góp phần phát huy sức mạnh cho sự phát triển bền vững của ngành nước, đồng thời đảm bảo thực hiện thành công mục tiêu cấp nước an toàn.
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 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, đường ống phân phối cấp 2 và các điểm đấu nối nước 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, bao gồm nghiên cứu cơ chế tổ chức thực hiện và hình thức đầu tư, xác định Chủ đầu tư và tổ chức quản lý hệ thống cấp nước Ngoài ra, thiết kế mở rộng hệ thống cấp nước liên vùng cho Giai đoạn 2 sẽ được thực hiện, hỗ trợ lập Báo cáo nghiên cứu khả thi, thiết kế cơ sở và thiết kế chi tiết nhằm cung cấp nước cho các khu vực còn lại của dự án.
Mục tiêu chính của báo cáo nghiên cứu là chuẩn bị cho Dự án “Cấp nước an toàn vùng đồng bằng sông Cửu Long”, nhằm xây dựng một hệ thống cấp nước có công suất đủ lớn và đảm bảo chất lượng Hệ thống này sẽ 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 đến năm 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 nghiên cứu về tài nguyên nước, hiện có khoảng 1/3 số 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 không có đủ 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 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 trong hơn 100 năm Qua nhiều lần cải tạo và mở rộng, công suất của hệ thống hiện đạt trung bình 572.400m³/ngày.
1.3.1.1 Tìn ìn n uồn n ớc a C ất l ợn n uồn n ớc
Nguồn nước tại khu vực phía Nam đô thị trung tâm có hàm lượng sắt (Fe) và amôni (NH4+) cao, với sắt tại nhà máy nước Pháp Vân đạt 6,5 ÷ 8,5 mg/l, Tương Mai 9,5 ÷ 13,1 mg/l, và Hạ Đình 12,7 ÷ 16 mg/l Hàm lượng NH4+ trung bình khoảng 10 đến 15 mg/l, có lúc tại NMN Tương Mai lên tới 30 mg/l, cho thấy nguồn nước có dấu hiệu nhiễm bẩn hữu cơ ở mức độ thấp Ngược lại, nguồn nước ngầm tại khu vực 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 có sắt và mangan tồn tại dưới dạng keo của axit humic và keo silic.
Một tỉ lệ đáng kể 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 đang bị ô nhiễm.
Công trình khai thác nước ngầm tại Hà Nội bao gồm 255 giếng khoan và 8 trạm cấp nước nhỏ, trong đó khoảng 190 giếng hoạt động thường xuyên Các giếng khoan có độ sâu trung bình từ 60-70m, thu nước từ tầng chứa nước cuội sỏi qp1 với chiều dày 20-60m Hệ thống ống nước thô chủ yếu là ống gang xám và gang dẻo, có đường kính từ 200-700mm Các ống gang dẻo xây dựng từ năm 1989 hoạt động tốt với ít rò rỉ, trong khi một số ống cũ 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 chủ yếu sử dụng dàn mưa truyền thống, nhưng NMN Cáo Đỉnh và NMN Nam Dư áp dụng tháp làm thoáng cưỡng bức với quạt gió Ở phía Nam sông Hồng, nhiều NMN có cụm giếng khai thác xa nguồn nước sông Hồng, ảnh hưởng đến trữ lượng và công suất giếng, trong đó một số giếng như Mai Dịch, Pháp Vân, Hạ Đình bị suy thoái Ngược lại, những nơi gần sông Hồng như Yên Phụ và Lương Yên lại có lượng nước sản xuất vượt 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 Vì vậy, tại các NMN có nguồn nước thô chứa amoni với hàm lượng lớn, chất lượng nước sau xử lý thường không đạt yêu cầu.
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 máy bơm thường hoạt động ở áp lực cao (40-50m), dẫn đến việc phải điều chỉnh van lưu lượng để tránh quá tải Điều này làm giảm hiệu suất hoạt động của trạm bơm và gia tăng tổn thất điện năng Để tiết kiệm điện và cung cấp nước hiệu quả hơn, 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 bằng tay với hệ thống điện động lực và điều khiển còn hạn chế.
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 Các ống truyền tải có đường kính từ 300mm trở lên, kết nối các nhà máy nước và bao phủ toàn bộ thành phố Giữa các khu vực chính, có các đồng hồ tổng để quản lý và phân chia nguồn nước Các ống phân phối có đường kính từ 100mm đến 250mm, trong khi các ống dịch vụ có đường kính nhỏ hơn hoặc bằng 63mm, 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 năm 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 sông Đà an toàn và cung cấp ổn định Công suất của nhà máy không ngừng tăng trưởng, từ 90.000 m³/ng vào năm 2010 lên 198.000 m³/ng vào tháng 7 năm 2012.
Trong hệ thống cung cấp nước Sông Đà, nước được bơm từ sông lên hồ Đầm Bài và sau đó được chuyển đến khu xử lý để đảm bảo chất lượng nước trước khi phân phối.
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 về nước uống, cụ thể là QCVN 01:2009/BYT, đảm bảo an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng.
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 chuyển từ nhà máy đến hai bể chứa điều áp, mỗi bể có dung tích 30.000m³, qua tuyến ống tự chảy cốt sợi thủy tinh với đường kính DN1800-1600, dài 11.320m Sau đó, nước sạch được dẫn từ bể điều áp đến điểm cuối tuyến tại ngã tư Phạm Hùng – Trần Duy Hưng (vành đai 3) qua tuyến ống tự chảy cốt sợi thủy tinh 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 26/7/2011, 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 21/3/2013, 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 cấp nước dự kiến 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, lượng nước cấp sẽ đạt 900.000 m³/ngày đêm, với 650.000 m³/ngày đêm dành cho Hà Nội.
Đến năm 2020, tổng lượng khai thác nước đạt 623.500 m³/ngày đêm, trong đó khu trung tâm Hà Nội chiếm 409.500 m³/ngày đêm Khu vực phía Nam sông Hồng khai thác 36.000 m³/ngày đêm, khu Sơn Tây 30.000 m³/ngày đêm, khu phía Bắc Hà Nội 72.000 m³/ngày đêm, và khu phía Đông Hà Nội 76.000 m³/ngày đêm.
Đến năm 2030, tổng lượng khai thác nước sẽ đạt 613.000 m³/ngày đêm, trong đó khu trung tâm Hà Nội sẽ khai thác 395.000 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 80.000 m³/ngày đêm.
Đến năm 2050, tổng lượng nước khai thác sẽ đạt 578.000 m³/ngày đêm, trong đó khu trung tâm Hà Nội chiếm 360.000 m³/ngày đêm Khu vực phía Nam sông Hồng sẽ 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 ở phía Nam Hà Nội có chất lượng kém sẽ giảm dần công suất khai thác, với Nhà máy nước Hạ Đình dự kiến ngừng hoạt động vào năm 2020, và Nhà máy nước Tương Mai cùng Nhà máy nước Pháp Vân sẽ ngừng hoạt động vào năm 2030.
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 các đô thị vệ tinh phía Tây Hà Nội như Sơn Tây, Láng Hòa Lạc và Xuân Mai Ngoài ra, nhà máy cũng phục vụ các đô thị sinh thái như Phúc Thọ, Quốc Oai và Chúc Sơn, cùng với các khu vực dọc theo trục đường Láng Hòa Lạc Đặc biệt, nguồn nước còn được phân phối đến các đô thị tâm phía Tây Nam Hà Nội, trải dài từ vành đai 3 đến vành đai 4, cũng như 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 cũng phục vụ khu vực Nam Hà Nội, gồm một phần quận Hai Bà Trưng và Hoàng Mai, cùng với đô thị vệ tinh Phú Xuyên và các vùng nông thôn lân cận Bên cạnh đó, nước từ nhà máy còn được cung cấp cho một số khu vực của 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 qua tiếp xúc, keo tụ, lắng hoặc lọc đợt I, tiếp theo là lọc nhanh và khử trùng Trong khi đó, nguồn nước mặt cần áp dụng quy trình 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 chức năng điều tiết nước từ Nhà máy nước Sông Đà cho khu vực Hà Nội và Hà Đông, đồng thời cung cấp áp lực nước cho Hà Nội trong giờ cao điểm.
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 sẽ được xây dựng với công suất 300.000 m3/ngày đêm, trong đó 240.000 m3/ngày đêm sẽ cung cấp cho nhu cầu Thủ đô Hà Nội, phần còn lại sẽ phục vụ các khu vực lân cận thuộc tỉnh Hưng Yên và Bắc Ninh Đối với hệ thống nước ngầm, các nhà máy hiện có sẽ được duy trì cơ bản, với kế hoạch giảm công suất khai thác tại các nhà máy nước như Pháp Vân, Tương Mai và Hạ Đình, đồng thời 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 là cần thiết cho các khu vực từ vành đai 3 đến vành đai 4 của đô thị trung tâm, bao gồm Long Biên, Gia Lâm, Đông Anh, Mê Linh, Sóc Sơn, Hòa Lạc, Sơn Tây, Xuân Mai và Phú Xuyên Việc này không chỉ cải thiện chất lượng cuộc sống của cư dân mà còn hỗ trợ phát triển kinh tế bền vững cho các khu vực này.
Tiếp tục mở rộng hệ thống truyền tải nước từ các nhà máy trên sông Đà, sông Hồng và sông Đuống đến các đô thị trung tâm 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 của nó đang giảm sút ở một số khu vực Việc khai thác hợp lý nguồn tài nguyên nước ngầm hiện nay đang trở thành vấn đề cần được xem xét và thận trọng.
Nhà máy nước Sông Đà giai đoạn I có công suất thiết kế 300.000 m³/ngđ, đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước cho thủ đô Hà Nội Tuy nhiên, hiện tại công suất khai thác chỉ đạt khoảng 198.000 m³/ngđ, thấp hơn nhiều so với khả năng tối đa.
Nhu cầu sử dụng nước tại thủ đô ngày càng tăng nhưng chưa được đáp ứng kịp thời Sự phát triển không đồng bộ giữa mạng lưới cấp nước cũ và mới đã dẫn đến tỷ lệ thất thoát nước cao, gây khó khăn trong việc cung cấp nước cho người dân.
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 hiện tại không đủ để đáp ứng toàn bộ nhu cầu nước cho các đô thị tại Hà Nội trong giai đoạn đến năm 2030 và tầm nhìn xa hơn.
Đến năm 2050, việc khai thác nước dưới đất cần phải chú trọng đến yếu tố môi trường, đặc biệt là vấn đề sụt lún nền đất và nhu cầu về diện tích đất cho 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 cùng độ nhiễm bẩn hữu cơ cao Việc lựa chọn nguồn nước mặt như sông Đà, sông Hồng và sông Đuống là giải pháp an toàn cho cấp nước Đồng thời, cần tiếp tục nghiên cứu công suất khai thác của các nhà máy nước mặt này 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
Hà Nội, với sự phát triển kinh tế và xã hội mạnh mẽ, đã có những điều chỉnh quan trọng trong Quy hoạch cấp nước từ năm 2011 đến 2013 Việc phối hợp giữa nhiều nguồn cấp nước để đảm bảo an toàn cho thủ đô vẫn là một thách thức cần nghiên cứu tiếp Đánh giá và đề xuất phù hợp cho Quy hoạch cấp nước tương lai là cần thiết, dựa trên hiện trạng cấp nước hiện tại 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 mạng lưới cấp nước sơ khai, giúp người dùng nhận thức được vai trò của công nghệ thông tin trong lĩnh vực này Mặc dù có giao diện trên màn hình Dos, nhưng nó không thân thiện với người sử dụng Hơn nữa, tính năng của phần mềm còn hạn chế, chưa đủ để mô tả chính xác thủy lực của hệ thống mạng lưới.
EPANET là phần mềm chuyên dụng để tính toán và mô phỏng mạng lưới cấp nước, cho phép phân tích thủy lực và chất lượng nước theo thời gian Phần mềm này cung cấp một môi trường thuận lợi để nhập dữ liệu mạng, thực hiện mô hình hóa quá trình thủy lực và theo dõi chất lượng nước, đồng thời cho phép người dùng quan sát kết quả qua nhiều phương thức khác nhau 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 phân tích các đặc tính thủy lực và chất lượng nước trong hệ thống ống dẫn Phần mềm này tính toán lưu lượng, áp suất tại các nút, chiều sâu nước trong bể chứa và nồng độ hóa chất trong toàn bộ mạng lưới Bên cạnh đó, WaterCad còn mô phỏng thời gian lưu nước, hỗ trợ người dùng trong việc quản lý và tối ưu hóa hệ thống cấp nước Được phát triển bởi tập đoàn BENTLEY, WaterCad là công cụ không thể thiếu cho các kỹ sư trong ngành cấp nước.
WaterGEMS của hãng Bentley là phần mềm mô hình hóa thủy lực và mô phỏng chất lượng nước hiệu quả trong hệ thống phân phối nước Phần mềm này tích hợp các công cụ quản lý và xây dựng mô hình không gian địa lý, mang đến khả năng tương tác tiên tiến WaterGEMS tạo ra một môi trường làm việc thuận tiện, giúp người dùng dễ dàng phân tích, thiết kế và tối ưu hóa hệ thống cấp nước Với những tính năng vượt trội, WaterGEMS được coi là phần mềm xuất sắc nhất hiện nay cho 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 đó Bên cạnh đó, người dùng có thể lưu dữ liệu từ Epanet và mở file này 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 việc xem xét các yếu tố như bơm, bể chứa, đường ống, ống nối, cống, kênh hở và van Quá trình này giúp đánh giá hiệu suất và khả năng cung cấp nước, đồng thời xác định các yếu tố ảnh hưởng đến lưu lượng và áp lực trong hệ thống Việc tính toán chính xác các thành phần này là cần thiết để tối ưu hóa hoạt động của hệ thống và đảm bảo cung cấp nước hiệu quả.
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 như MicroStation, AutoCAD và ArcGIS, hệ thống thông tin địa lý có khả năng giải quyết hiệu quả các vấn đề liên quan đến thủy lực trong mạng lưới đường ống cấp thoát.
→ Lựa chọn mô hình phù hợp cho lĩnh vực và địa điểm nghiên cứu
Trong việc lựa chọn phần mềm phân tích, ưu tiên được đặt vào WaterGem, WaterCad và Epanet Tất cả các phần mềm này đều đáp ứng các tính năng cơ bản cần thiết cho đề tài Tuy nhiên, chi phí bản quyền đóng vai trò quan trọng trong quyết định lựa chọn phần mềm Với ngân sách hạn chế, WaterCad và WaterGem trở thành lựa chọn tốn kém Do đó, tác giả quyết định chọn Epanet vì nó không chỉ đáp ứng yêu cầu kỹ thuật mà còn phù hợp với khả năng tài chính hiện tại.
Mạng lưới cấp nước thường có hai dạng chính: mạng phân nhánh và mạng vòng Trong thiết kế mạng lưới cấp nước, việc xác định đường kính tối ưu và tổn thất áp lực là rất quan trọng cho tất cả các đoạn ống Để thực hiện điều này, cần tiến hành tính toán thủy lực cho mạng lưới Quy trình tính toán thủy lực bao gồm việc xác định lưu lượng chảy qua các đoạn ống và các tổn thất thủy lực tương ứng 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 phức tạp này xuất phát từ số ẩn nhiều và các phương trình tính toán tổn thất thủy khó giải trực tiếp, đòi hỏi phải áp dụng các phương pháp tính thử khác nhau như phương pháp Lobachev hay Andriyasev.
Trước đây, việc tính toán thủy lực cho mạng lưới cấp nước thường tốn nhiều thời gian và công sức do phải thực hiện thủ công Hiện nay, nhờ vào sự phát triển của công nghệ máy tính, việc giải bài toán này đã trở nên nhanh chóng hơn với sự hỗ trợ của các chương trình tính toán như LOOP và EPANET Chương trình 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 góp phần cải thiện hiệu quả trong việc quản lý hệ thống cấp nước.
EPANET là phần mềm mô phỏng quá trình thủy lực và chất lượng nước theo thời gian trong mạng lưới cấp nước Nó bao gồm các thành phần như ống dẫn, nút giao, máy bơm, van, bể chứa và đài nước Phần mềm này phân tích lưu lượng nước trong từng đoạn ống, áp suất tại các nút, cao độ mực nước ở các bể chứa và đài nước, cũng như nồng độ các chất trong mạng lưới trong suốt thời gian mô phỏng Bên cạnh đó, EPANET cũng mô phỏng thời gian lưu nước và biểu đồ nguồn nước, giúp cung cấp cái nhìn toàn diện về hệ thống cấp nước.
EPANET, chạy trên nền Windows, cung cấp môi trường lý tưởng để nhập dữ liệu mạng lưới, thực hiện mô hình thuỷ lực và mô phỏng chất lượng nước Phần mềm cho phép người dùng quan sát kết quả thông qua nhiều hình thức khác nhau, bao gồm 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 phục vụ nhu cầu sinh hoạt của cư dân tại các đô thị hiện có và các đô thị dự kiến sẽ được hình thành theo quy hoạch, cũng như các khu dân cư nông thôn lân cận.
Nhu cầu nước sinh hoạt cho người dân vãng lai tại các đô thị cần được đánh giá và điều chỉnh theo từng giai đoạn phát triển của Thủ đô.
Nước cung cấp cho các khu công nghiệp tập trung, cụm công nghiệp nhỏ, tiểu thủ công nghiệp và làng nghề phân bố rải rác trong đô thị và khu vực nông thôn.
Cấp nước cho các dịch vụ công cộng là rất quan trọng, bao gồm các cơ quan hành chính, trường học, bệnh viện, và các dịch vụ kinh doanh, tư nhân khác Nước cũng được sử dụng cho việc tưới cây, rửa đường, và nhiều hoạt động khác, đảm bảo cuộc sống hàng ngày diễn ra suôn sẻ.
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 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%.
Thủ đô Hà Nội đang chứng kiến sự phát triển nhanh chóng của các đô thị và thị trấn theo quy hoạch, với sự gia tăng dân số chủ yếu do di cư Các khu vực có tốc độ tăng dân số nhanh bao gồm khu vực từ sông Nhuệ đến vành đai 4 và các đô thị vệ tinh Trong khi đó, khu vực nội đô được quy hoạch hạn chế phát triển để duy trì sự ổn định, với dự báo dân số khu vực nội đô lịch sử sẽ giảm từ 1.203.300 người vào năm 2020 xuống còn 919.300 người, và tiếp tục giảm xuống khoảng 800.000 người vào năm 2030, duy trì con số này 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, và Hai Bà Trưng đã nằm trong nội đô, trong khi một số khác phân bố 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 2050, các khu cụm công nghiệp hiện có trong khu trung tâm sẽ được chuyển đổi thành đất phát triển công cộng đô thị Ưu tiên sẽ được dành cho việc 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 tại 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, Đông Anh với 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 khu vực đô thị trung tâm phía Nam sông Hồng thông qua các tuyến ống chính Những tuyến ống này được bố trí dọc theo các đường vành đai 4, vành đai 3,5 và vành đai 3, đảm bảo nguồn cung cấp nước ổn định cho khu vực.
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; tuyến từ Hòa Lạc cấp nước cho đường 21A và đô thị Sơn Tây, Xuân Mai; các tuyến chính phục vụ dọc đường Phúc Thọ - Chúc Sơn cho các đô thị Phúc Thọ, Chúc Sơn, Quốc Oai; và tuyến từ vành đai 4 cấp nước cho 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 và liền kề 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 thực hiện thông qua hệ thống ống chính dọc bờ sông, cung cấp nước cho khu vực khi gặp 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 có nhiệm vụ phân phối nước cho các đối tượng sử dụng khác nhau, yêu cầu khả năng 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, cần áp dụng công thức tính chiều dài tối ưu cho từng 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
Dựa trên sơ đồ tính toán mạng lưới cấp nước, chúng ta xác định được chiều dài của từng đoạn ống cho từng khu vực cấp nước tại thành phố Hà Nội Thông tin chi tiết có thể 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 hệ thống cấp nước của Thủ đô Hà Nội, cần xem xét tổng chiều dài mạng lưới cấp nước Những tuyến ống phục vụ khu vực thấp, với chiều dài lớn, như ở các trục quốc lộ hoặc thị trấn, đô thị vệ tinh, sẽ có lưu lượng tiêu thụ lớn hơn so với các Nút ở khu vực trung tâm có mật độ dân số cao, nhưng chiều dài ống lại 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.
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 tính toán lưu lượng dọc đường cho các đoạn ống, ta xác định lưu lượng tại các nút phân đôi bằng cách chia lưu lượng dọc đường của mỗi đoạn về hai nút và sau đó cộng các giá trị tại các nút Công thức tính lưu lượng tại nút i được biểu diễn như sau: \( q_i - nút = 2 q_i dd \).
Lưu lượng nút của nút thứ i được ký hiệu là q i -nút (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 xác định Đường ống cấp nước của hệ thống được thiết kế dựa trên Quy hoạch cấp nước cho các khu vực đô thị của thành phố Hà Nội.
Các nhà máy nước hiện có bao gồm nhà máy nước ngầm, nhà máy nước mặt sông Hồng và sông Đuống, được thiết kế theo công suất dự kiến năm 2030 Nhà máy nước sông Đà có thông số cột nước thực tế tại cốt xây dựng trạm xử lý ở độ cao +92m, sau khi xử lý, nước 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 tại 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 (-)
Tuyến ống dọc 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 tình trạng vận tốc lớn và tổn thất áp lực cao Cụ thể, tuyến ống số 177 tại khu đô thị Phúc Thọ có đường kính D0 là 2,55m và mức tổn thất đầu 1,23m, cho thấy sự cần thiết phải cải thiện hệ thống ống dẫn để giảm thiểu tổn thất và nâng cao hiệu quả vận hành.
Trạm tăng áp Phúc Thọ có vai trò quan trọng trong việc tăng áp và cung cấp nước cho các hộ dân dọc quốc lộ 32 từ Phúc Thọ lên Sơn Tây, cũng như cho đô thị Sơn Tây Tuy nhiên, hình ảnh thực tế cho thấy sự bất hợp lý trong việc phân bố dòng chảy, với hiện tượng nước chảy vòng Nguồn nước từ sông Hồng được cấp lên tới 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 khép kín 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 (-) thường xuất hiện ở hầu hết các 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 có vận tốc lớn hơn 3m/s Vận tốc cao này gây ra tổn thất lớn và khiến nút lấy nước không đáp ứng kịp thời, 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 ở các khu đô thị mới, đô thị sinh thái, và các khu vực xa như Đông Anh, Gia Lâm Hiện tượng này xuất hiện khi nút lấy nước không đủ, yêu cầu bơm với cột áp cao để khắc phục tổn thất trong ống dẫn Việc bơm với áp lực cao dẫn đến vận hành phức tạp, tăng chi phí điện năng, và giảm tuổi thọ máy bơm Hơn nữa, áp lực cao tại các trạm cấp nước lớn có thể làm ngưng hoạt động của các trạm nhỏ Áp lực âm cũng xảy ra do đường ống cấp nước quá bé, gây tốc độ dòng chảy lớn và tổn thất lớn, dẫn đến áp lực thấp nhất tại vị trí có tổng tổn thất cao 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 mới 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.
Việc lắp đặt trạm tăng áp tại những vị trí không hợp lý 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 được bố trí hợp lý nhưng chưa 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 dòng chảy lớn, gây ra tổn thất lớn và không cung cấp đủ lưu lượng cũng như áp lực.
Kết quả mô phỏng phương án 1 cho thấy không đáp ứng được yêu cầu cấp nước, ngay cả trong những điều kiện vận hành thuận lợi nhất, khi không xảy ra sự cố hoặc rủi ro nào Điều này chỉ ra rằng nếu có sự cố hoặc rủi ro trong quá trình cấp nước, tình hình sẽ 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 trong ống, gây tổn thất cột áp lớn Điều này dẫn đến tình trạng áp âm (-) tại các điểm lấy nước, khiến hệ thống không đảm bảo cấp nước hiệu quả.
Một số trạm tăng áp hiện tại có công suất chưa phù hợp, dẫn đến việc không cung cấp đủ cột áp để cấp nước cho khu vực phía dưới Nguyên nhân cũng xuất phát từ việc 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 cụ thể nhằm phục vụ các mục đích quan trọng của quốc gia, dẫn đến yêu cầu tăng đột biến về lưu lượng Điều này đặc biệt rủi ro khi nhiều khu vực cùng lúc cần nước cho công tác 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 nhu cầu sinh hoạt và sản xuất của người dân cũng như doanh nghiệp đang được đặc biệt quan tâm Thiếu nước xuất phát từ nhiều nguyên nhân khác nhau, ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống và hoạt động kinh tế.
+ 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 về lưu lượng nước ngầm, do biến đổi khí hậu và các yếu tố tác động khác, đã khiến cho khả năng khai thác nước không đạt đủ công suất cung cấp.
Để đảm bảo nhu cầu tối thiểu về cấp nước sinh hoạt cho người sử dụng, việc vận hành hệ thống cấp nước cần được nghiên cứu và xem xét kỹ lưỡng Cần đưa ra các giải pháp phù hợp nhằm duy trì hiệu quả và ổn định trong việc cung cấp nước.
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 cung cấp nước đầy đủ, dẫn đến việc giảm công suất cấp nước cho khu vực đô thị phía Tây Hà Nội Mức tiêu thụ nước tại khu vực phía Tây cũng phải giảm tương ứng với công suất cấp nước của nhà máy nước sông Đà, tức là 30%.
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, dựa trên mức tiêu thụ nước tối đa từ nhà máy nước sông Đà Đồng thời, giảm lưu lượng cấp vào hệ thống của nhà máy nước sông Đà xuống 30%.
Kiểm tra mối liên hệ cấp nước cho khu vực phía Tây Hà Nội, xác định lưu lượng cấp nước cho từng đoạn ống cụ thể Giảm trừ lưu lượng cấp vào khu vực này dựa trên tỷ lệ giảm của nhà máy nước Sông Đà, sau đó tiếp tục giảm trừ lưu lượng cấp cho từng đoạn ống theo tỷ lệ giảm của khu vực phía Tây.
Bắt đầu từ mức cài đặt lưu lượng ban đầu, chúng ta tiến hành chạy hệ thống và thực hiện hiệu chỉnh mức cài đặt theo phương pháp thử dần Sau khi thay đổi 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 V1 điều tiết lưu lượng FCV với mức lưu lượng tối đa cho phép là 234,47 l/s Van điều tiết này có vai trò quan trọng trong việc 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 lắp đặt van V3 điều tiết lưu lượng FCV với mức lưu lượng cho phép 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 mức 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 là 382,71 l/s.
Tuyến ống số 193 cung cấp nước cho khu đô thị Quốc Oai và Chúc Sơn, được lắp đặt van V10 để điều tiết lưu lượng FCV với mức lưu lượng tối đa 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 khu vực lân cận Việc lắp đặt van V12 điều tiết lưu lượng FCV cho phép mức lưu lượng tối đa 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 người dùng Một số đối tượng có thể chấp nhận việc cung cấp nước gián đoạn trong khoảng thời gian nhất định, trong khi những đối tượng khác lại yêu cầu cung cấp liên tục Vì vậy, dựa vào tần suất cấp nước, hệ thống được phân chia thành ba cấp độ khác nhau.
Độ tin cậy của hệ thống phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chất lượng thiết kế, vật liệu xây dựng, trang thiết bị và bảo trì kỹ thuật Các phần tử riêng lẻ trong hệ thống ảnh hưởng đến độ tin cậy chung theo nhiều cách khác nhau, tùy thuộc vào cách chúng được kết nối (nối tiếp hay song song) và vai trò của từng phần tử trong chức năng tổng thể 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 mức cần thiết cho hoạt động bình thường, thường áp dụng trong hệ thống cấp nước Phương pháp này được sử dụng trong nhiều loại công trình như trạm bơm, đường ống bên ngoài và mạng lưới cấp nước.
Dự trữ tạm thời là biện pháp cần thiết để cung cấp nước dự phòng trong thời gian sửa chữa các phần tử trong hệ thống cấp nước Việc này bao gồm lắp đặt tạm thời một tuyến ống có khả năng phục vụ tương tự hoặc lớn hơn, nối từ hố van trước và sau tuyến ống gặp sự cố, nhằm đảm bảo việc cung cấp nước liên tục Sau khi khắc phục sự cố, tuyến ống dự trữ sẽ được tháo dỡ và cất đi.
Dự trữ trong hệ thống cấp nước đảm bảo tính thay thế giữa các phần tử, cho phép chúng hoạt động với mục đích xác định Khi một ống gặp sự cố, ống khác sẽ đảm nhận vai trò truyền tải lưu lượng, giúp duy trì hoạt động liên tục Hệ thống này có thể điều chỉnh lưu lượng theo giờ hoặc theo ngày, đảm bảo hiệu quả phục vụ và tính linh hoạt trong việc 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 nâng cao tính ổn định của hệ thống, đảm bảo cung cấp nước an toàn và hiệu quả hơn.
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 xảy ra sự cố tại một hoặc nhiều nguồn cấp nước, việc giảm lưu lượng cấp nước từ các nguồn này có thể gây ra thiếu hụt nghiêm trọng Do đó, nghiên cứu và phối hợp cấp nước từ các nguồn khác là rất cần thiết để đảm bảo cung cấp nước liên tục và hiệu quả.
Việc lắp đặt các van điều tiết lưu lượng ở vị trí hợp lý sẽ hỗ trợ hiệu quả trong việc điều chỉnh lưu lượng nước cho những khu vực bị thiếu nước do sự cố.
Việc điều chỉnh các van điều tiết lưu lượng là rất quan trọng để đảm bảo giá trị lưu lượng phù hợp nhất Các giá trị này cần được xác định và điều chỉnh một cách hợp lý nhằm tối ưu hóa hiệu suất hoạt động.
Mô phỏng hệ thống cung cấp nước là cần thiết khi xảy ra sự cố với một hoặc nhiều nguồn cấp nước Hệ thống này không chỉ đáp ứng yêu cầu cấp nước cho chữa cháy mà còn có khả năng điều tiết nước cho các khu vực khác khi cần thiết, đảm bảo an toàn cho nguồn cung cấp nước trong mọi tình huống.
Trong trường hợp vỡ ống truyền tải hoặc các ống cấp khác trong mạng lưới, cần thiết lập các biện pháp dự trữ để xử lý kịp thời khi sự cố xảy ra.
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 Hệ thống này góp phần tiết kiệm và bảo vệ nguồn tài nguyên nước, đồng thời bảo vệ môi trường theo hướng phát triển bền vững Đây là nhiệm vụ cần thiết 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
Quy hoạch một số vùng xa nguồn cấp nước đang gặp phải áp lực âm, 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 có áp lực thuận lợi, tuy nhiên, việc cấp nước cho vùng phía sau áp lực vẫn chưa đạt hiệu quả như mong đợi.
Việc điều chỉnh đường kính ống truyền tải và các đoạn ống cấp nước trong từng khu vực giúp cân bằng áp lực, giảm thiểu tổn thất Điều này đảm bảo nước được vận chuyển theo đúng yêu cầu, với hướng chảy hợp lý và tối ưu hóa đường ống để tránh hiện tượng chảy vòng.
Kết nối lại các trạm tăng áp vào mạng lưới hợp lý và điều chỉnh thông số của chúng như đài và van giữ áp sẽ nâng cao hiệu quả phục vụ Việc này không chỉ giúp giảm năng lượng tiêu thụ cho bơm mà còn tăng áp lực cho khu vực cấp nước phía sau, đồng thời điều hòa lưu lượng cấp nước.
Một số trạm tăng áp được lắp đặt tại vị trí tối ưu nhằm đảm bảo áp lực và lưu lượng nước, được bổ sung từ nhiều nguồn và hướng khác nhau, nhằm 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 bổ đến những khu vực thuận lợi, đảm bảo cung cấp nước hiệu quả hơn Việc kết nối các nguồn cấp chính thông qua 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 thiếu các trạm bơm tăng áp Các trạm bơm tăng áp đóng vai trò như những khớp nối, giúp điều phối nước giữa các vùng một cách hài hòa và ổn định Đồng thời, trạm điều tiết lưu lượng cũng góp phần đảm bảo nguồn nước được cung cấp một cách an toàn và ổn định hơn Việc tích trữ lưu lượng trong những giờ thấp điểm và bơm nước vào mạng lưới trong giờ cao điểm, cũng như cung cấp nước khi xảy ra sự cố, sẽ giúp nâng cao tính an toàn cho hệ thống cấp nước.