Tính cấp thiết của đề tài
Thủ đô Hà Nội, trung tâm chính trị và hành chính của quốc gia, là một trong những thành phố lớn về văn hóa, khoa học, đào tạo, kinh tế và du lịch, với tốc độ đô thị hóa nhanh chóng Thành phố này cung cấp môi trường sống và giải trí chất lượng cao Sự gia tăng dân số và phát triển các hoạt động kinh tế - xã hội đã dẫn đến nhu cầu ngày càng cao về nước sạch, cả về 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% Đặc biệt, vào mùa hè, nhu cầu nước có thể tăng đột biến từ 10-15%, dẫn đến tình trạng thiếu hụt từ 40.000 đến 60.000 m³/ngày Ảnh hưởng của chế độ thủy văn Sông Hồng cũng khiến nguồn nước ngầm suy giảm từ 1-2% mỗi năm Nguồn nước ngầm đang tiếp tục bị suy thoái, và các bãi giếng không có quỹ đất dự phòng để khoan bổ sung Nhà máy nước Sông Đà đóng vai trò quan trọng, cung cấp 27% tổng lượng nước cho thành phố Do đó, sự cố như vỡ ống nước Sông Đà hay giảm công suất khai thác sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng 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 cho các khu vực đô thị từ nguồn nước ngầm và nguồn nước mặt là rất cần thiết, nhằm đảm bảo cung cấp nước an toàn cả trong ngắn hạn và dài hạn cho thành phố.
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 vận hành và 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 các khu vực đô thị của thành phố 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 thiện 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 là việc áp dụng một cách 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 rủi ro liên quan đến nguồn nước trong các công đoạn 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 đảm bảo cung cấp nước ổn định, duy trì áp lực và lượng nước liên tục, đồng thời cam kết chất lượng nước đạt tiêu chuẩn quy định.
Đảm bảo cấp nước an toàn là các hoạt động nhằm giảm thiểu và loại bỏ nguy cơ mất an toàn từ nguồn nước Quá trình này bao gồm các giai đoạn 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, vào ngày 31/12/2008, Bộ trưởng Bộ Xây dựng đã ban hành Quyết định số 16/2008/QĐ-BXD 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 tích cực quan tâm và triển khai thực hiện quyết định này, cùng với sự hưởng ứng của các đơn vị cấp nước địa phương.
Quyết định số 16 được Tổ chức Y tế thế giới (WHO) đánh giá cao, đánh dấu Việt Nam là một trong 8 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 trong quyết định này phù hợp với hướng dẫn của WHO, nhằm tổ chức triển khai thực hiện 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
Cho 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 chủ động kiểm soát toàn bộ quy trình 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 của Điều 16 Bộ Xây dựng đã phù hợp với hướng dẫn của WHO; tuy nhiên, việc lồng ghép giữa các yếu tố 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 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 này bao gồm việc bảo vệ nguồn nước và 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, 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, và đội ngũ này chưa được đào tạo bài bản, dẫn đến việc thực hiện nhiệm vụ cấp nước an toàn chưa đạt hiệu quả cao Việc tổ chức và triển khai công việc vẫn còn thiếu sự đồng bộ, do nhiều cán bộ phải kiêm nhiệm nhiều công việc khác nhau.
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 ra đời của các ban này xuất phát từ nhu cầu cấp thiết của địa phương và tầm quan trọng của việc cung cấp 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 giữ 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, dẫn đến nhiều địa phương kiến nghị 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, Tổ chức Y tế Thế giới (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 những khóa đào tạo 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 đảm bảo 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 và liên tục với đủ áp lực và chất lượng theo quy chuẩn Các hoạt động bảo đảm cấp nước an toàn nhằm giảm thiểu và phòng ngừa các nguy cơ, rủi ro từ nguồn nước trong các công 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 với áp lực đủ, liên tục và lượng nước đầy đủ, đồng thời chất lượng nước phải tuân thủ các quy chuẩn quy định.
Đảm bảo an toàn trong cấp nước là các hoạt động thiết yếu nhằm giảm thiểu và loại bỏ các nguy cơ, rủi ro có thể ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước Điều này bao gồm việc kiểm soát từ các giai đoạn thu nước, xử lý, dự trữ cho đến phân phối đến tay người tiêu dùng, nhằm bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường.
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 việc đảm bảo an toàn cấp nước.
Kể từ khi quyết định được ban hành, các ngành và UBND các tỉnh, thành phố đã chú trọng quan tâm, cùng với các đơn vị cấp nước địa phương tích cực hưởng ứng và triển khai thực hiện.
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 hướng dẫn tổ chức thực hiện tại các đô thị trên toàn quốc, đảm bảo quy trình thực hiện 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 hoàn thành việc lập kế hoạch cấp nước an toàn và được phê duyệt theo quy định Việc xây dựng và thực hiện Kế hoạch cấp nước an toàn giúp các đơn vị này chủ động kiểm soát toàn bộ quy trình từ sản xuất đến tiêu thụ, 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 Điều 16 Bộ Xây dựng phù hợp với hướng dẫn của WHO, nhưng việc kết hợp giữa nội dung kỹ thuật và tổ chức bộ máy, đội ngũ cán bộ thực hiện là chưa hợp lý Ngoài ra, một số quy định chưa mang tính luật hóa, do đó cần được rà soát lại để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong thực thi.
Quy định về thẩm quyền phê duyệt kế hoạch cấp nước an toàn giao cho đơn vị cấp nước hiện chưa hợp lý và có hiệu lực pháp lý không cao Kế hoạch cấp nước an toàn bao gồm việc bảo vệ nguồn nước và quản lý hộ sử dụng, liên quan đến trách nhiệm 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 có giá trị pháp lý, vì vậy cần thiết phải 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 cung cấp nước an toàn, các đơn vị cấp nước đã thành lập đội ngũ chuyên trách với trách nhiệm và quyền hạn cụ thể Tuy nhiên, hiện tại, số lượng cán bộ có 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 cán bộ kiêm nhiệm, đã ảnh hưởng đến hiệu quả và sự đồng bộ trong tổ chức 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 nâng cao 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 và Hải Dương đã chủ động thành lập ban này để đảm bảo chất lượng và an toàn trong 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 là cơ quan thường trực, đảm bảo sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan quản lý Kết quả đạt được bao gồm tỷ lệ thất thoát nước 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, và chưa có hướng dẫn cụ thể cho chức năng, nhiệm vụ của Ban Chỉ đạo trên toàn quốc 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.
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 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 nguy cơ rủi ro là rất quan trọng, đồng thời cần tăng cường công tác kiểm tra và giám sát từ nguồn đến tay khách hàng Việc xây dựng các biện pháp khắc phục và xử lý rủi ro, sự cố một cách kịp thời sẽ giúp đảm bảo an toàn và hiệu quả trong hoạt động.
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 Sự phối hợp giữa các ban ngành địa phương cũng góp phần thúc đẩy ý thức bảo vệ nguồn nước trong cộng đồng.
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
Kể 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 thực hiện 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.
WSP là dự án cấp nước an toàn đầu tiên của UNICEF tại Việt Nam, được triển khai 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 cấp nước Kế hoạch này tập trung vào việc phòng ngừa các vấn đề trong các công đoạn từ thu nước, xử lý, đến dự trữ và phân phối nước.
Kể từ năm 2007, với 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 ban hành Quy chế đảm bảo an toàn cấp nước qua 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 cho toàn tỉnh Thừa Thiên-Huế Từ 2010-2012, Bộ Xây dựng ban hành thông tư số 08/2012/TT-BXD, thay thế Quyết định số 16/2008/QĐ-BXD, và Hội cấp thoát nước tiếp tục tổ chức tập huấn cho 23 công ty cấp nước còn lại, đồng thời 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 các cơ chế chính sách nhằm hỗ trợ cấp nước an toàn Mục tiêu chính bao gồm rà soát và xây dựng quy định để đảm bảo hiệu quả thực hiện cấp nước an toàn, hoàn thiện hệ thống tổ chức quản lý từ Trung ương đến địa phương, nâng cao năng lực cấp nước an toàn trên toàn quốc, và xây dựng cơ sở dữ liệu cùng các chỉ số đánh giá cho kế hoạch cấp nước an toàn.
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 sẽ được học viên chia sẻ cho cán bộ, công nhân ngành nước, góp phần vào việc 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 chất lượng nguồn nước ở Việt Nam, đặc biệt là tại TPHCM, đang có xu hướng xấu đi Để duy trì và cải thiện tình hình này, cần có những biện pháp khẩn cấp và hiệu quả nhằm bảo vệ môi trường và nguồn nước.
Để nâng cao chất lượng nước sạch và đảm bảo 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 và nghiên cứu ứng dụng các công nghệ xử lý nước tiên tiến, phù hợp với thực tiễn.
Hệ thống cấp nước của TPHCM là lớn nhất cả nước, với nhiều doanh nghiệp tham gia và đa dạng hình thức hoạt động Qua các giai đoạn phát triển khác nhau, việc quản lý lĩnh vực cấp nước gặp không ít thách thức Do đó, mục tiêu cung cấp nước ổn định về chất lượng, áp lực và đủ lượng theo quy chuẩn quy định là vô cùng quan trọng.
Ngành cấp nước TPHCM đã không ngừng cải tiến và ứng dụng khoa học công nghệ để đảm bảo cấp nước an toàn Kể từ năm 2006, SAWACO đã tham gia chương trình cấp nước an toàn do WHO tổ chức, giúp kiểm soát và ngăn ngừa rủi ro trong hệ thống cấp nước, bao gồm việc ứng phó với xâm nhập mặn và các sự cố khẩn cấp 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 triển khai Đồng thời, ngành cũng đã cải tiến hệ thống quản lý vận hành và nâng cấp thiết bị xử lý nước, góp phần giảm thiểu sự cố tại các nhà máy nước Kết quả là chất lượng và áp lực nước sinh hoạt tại TPHCM đã được cải thiện rõ rệt, tạo niềm tin cho khách hàng.
TPHCM đang triển khai chương trình đảm bảo an toàn cấp nước, đồng thời chú trọng đến việc hợp tác chuyển giao công nghệ và đào tạo nhân lực trong ngành nước Các chương trình này bao gồm trao đổi kỹ thuật và phát triển nguồn nhân lực giữa các đơn vị cấp nước, cùng với nghiên cứu và ứng dụng công nghệ mới từ các tổ chức, trường đại học trong và ngoài nước Sự tham gia của các nguồn lực xã hội và các đơn vị cung cấp giải pháp, dịch vụ trong lĩnh vực cấp thoát nước là rất quan trọng, góp phần thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành nước và đạt được mục tiêu đảm bảo 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 các tài liệu cần thiết theo quy định của Chính phủ Việt Nam và nhà tài trợ cho hệ thống cấp nước vùng liên tỉnh Giai đoạn 1, tập trung vào cải tạo và mở rộng mạng lưới đường ống phân phối chính và thứ cấp Đồng thời, dự án sẽ thiết lập khung thể chế để 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, 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 cho 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” Dự án này tập trung vào việc xây dựng một hệ thống cấp nước có đủ công suất và chất lượng, nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng nước cho sinh hoạt và sản xuất của các tỉnh, thành phía Tây Nam sông Hậu Các giải pháp được đề xuất sẽ phù hợp với quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội cho các giai đoạn 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 sẽ 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, bao gồm các khu vực Từ Liêm, Gia Lâm, Đông Anh, Sóc Sơn và Thanh Trì, đã được hình thành và phát triển hơn 100 năm Qua 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 bãi giếng nhà máy nước Pháp Vân từ 6,5 đến 8,5 mg/l, Tương Mai từ 9,5 đến 13,1 mg/l, và Hạ Đình từ 12,7 đến 16 mg/l Hàm lượng NH4+ trung bình dao động từ 10 đến 15 mg/l, đặc biệt tại NMN Tương Mai có lúc 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 các bãi giếng ở phía Bắc đô thị trung tâm lại có hàm lượng mangan cao hơn.
Khu vực Gia Lâm, Sài Đồng và Cáo Đỉnh có nguồn nước chứa sắt và mangan ở dạng keo của axit humic và keo silic, trong khi hàm lượng sắt và amôni tại đây lại rất thấp Điều này cho thấy rằng hàm lượng mangan ở các bãi giếng phía Nam cao hơn đáng kể.
Một tỷ 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 thành phần NH4+, điều này chứng tỏ 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 có 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 từ 20-60m Hệ thống ống nước thô chủ yếu là ống gang xám và gang dẻo, với đường kính từ 200-700mm Các ống gang dẻo được xây dựng từ năm 1989 vẫn hoạt động tốt và 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, trong khi 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 cụm giếng khai thác xa nguồn nước bổ cấp đã ảnh hưởng đến trữ lượng và công suất giếng Nhiều giếng như Mai Dịch, Pháp Vân, Hạ Đình đang bị suy thoái, dẫn đến giảm công suất Ngược lại, những khu vực gần sông Hồng như Yên Phụ, Lương Yên lại có lượng nước sản xuất lớn hơn công suất thiết kế nhờ vào nguồn bổ cập dồi dào.
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 lại hoạt động với 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 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 số, góp phần 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, khiến hệ thống điện động lực và điều khiển chỉ mang tính cơ giới.
1.3.1.3 Hiện trạn mạn l ới đ ờn ốn n ớc
Mạng lưới cấp nước Hà Nội được chia thành ba cấp độ: truyền tải, phân phối và dịch vụ Các ống truyền tải có đường kính từ DN≥300mm, kết nối các nhà máy nước và bao phủ toàn bộ thành phố Giữa các khu vực chính, hệ thống đồng hồ tổng giúp quản lý và phân chia nguồn nước Trong khi đó, mạng ống phân phối có đường kính từ 100≤ DN ≤ 250, và mạng dịch vụ với 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 sông Đà an toàn và cung cấp ổn định Công suất của 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 đây, nước thô sau đó được chuyển lên khu xử lý để đảm bảo chất lượng nước trước khi 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 người sử dụng.
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 qua hai bể chứa điều áp với dung tích mỗi bể là 30.000m³, sử dụng tuyến ống tự chảy cốt sợi thủy tinh DN1800-1600, dài 11.320m Sau đó, nước được truyền tải từ bể điều áp đến điểm cuối tại ngã tư Phạm Hùng – Trần Duy Hưng (vành đai 3) thông qua tuyến ống tự chảy cốt sợi thủy tinh có 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, với tầm nhìn đến năm 2050 Quy hoạch này đã 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 đến năm 2030, với tầm nhìn đến năm 2050, sẽ cụ thể hóa các định hướng cho hệ thống cấp nước thủ đô, đảm bảo phù hợp với quy hoạch chung xây dựng thành phố.
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 được 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 được cấp 475.000 m³/ngày đêm Tầm nhìn đến năm 2050, nhu cầu nước sẽ đạt 900.000 m³/ngày đêm, với 650.000 m³/ngày đêm cung cấp cho Hà Nội.
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 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 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 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.
Đến năm 2050, tổng lượng khai thác nước 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 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 khu vực đô thị vệ tinh phía Tây Hà Nội, bao gồm Sơn Tây, Láng Hòa Lạc và Xuân Mai Ngoài ra, nhà máy còn phục vụ cho các đô thị sinh thái như Phúc Thọ, Quốc Oai và Chúc Sơn, cũng như dọc theo trục đường Láng Hòa Lạc Phạm vi cấp nước của nhà máy mở rộng đến đô thị tâm phía Tây Nam Hà Nội, từ vành đai 3 đến vành đai 4, bao gồm cả khu vực nông thôn lân cận.
Nhà máy nước mặt Sông Hồng cung cấp nước cho khu vực đô thị trung tâm Hà Nội, một phần của đô thị phía Tây Hà Nội bao gồm 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, bao 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 thuộc các tỉnh Bắc Ninh và Hưng Yên.
1.4.4 Công nghệ xử lý nước
Các nhà máy nước mới cần 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 Còn đối với nguồn nước mặt, quy trình cần thực hiện 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 nhiệm vụ điều tiết nước từ Nhà máy nước Sông Đà, phục vụ cho khu vực Hà Nội và Hà Đông, đồng thời bù áp cho khu vực 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, cung cấp 240.000 m3/ngày đêm cho nhu cầu của Thủ đô Hà Nội và phần còn lại cho các khu vực lân cận thuộc tỉnh Hưng Yên và Bắc Ninh Đối với nhà máy nước ngầm, sẽ duy trì hoạt động của các nhà máy hiện có nhưng giảm công suất khai thác tại các nhà máy Pháp Vân, Tương Mai, Hạ Đình, chuyển đổi dần thành trạm điều áp Dự kiến, nhà máy nước Hạ Đình 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 góp phần vào sự phát triển bền vững của khu vực.
Tiếp tục mở rộng các tuyến truyền tải nước từ các nhà máy trên sông Đà, sông Hồng và sông Đuống để cung cấp nước cho 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 nước ngầm ở một số khu vực đang giảm sút Việc khai thác hợp lý nguồn tài nguyên này cần được xem xét và thận trọng để đảm bảo an toàn cho nguồn nước.
Nhà máy nước Sông Đà, với công suất giai đoạn I là 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 chỉ đạt khoảng 198.000 m³/ngày, thấp hơn nhiều so với khả năng tối đa.
Trong những năm gần đây, nhu cầu sử dụng nước tại thủ đô vẫn 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 đến năm 2030 và trong tầm nhìn tương lai.
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 cấp cho các trạm nhỏ và bãi giếng có hàm lượng amoni cùng độ nhiễm bẩn hữu cơ cao Việc lựa chọn nguồn nước mặt thay thế, như sông Đà, sông Hồng và sông Đuống, được xem là phương án an toàn cho cấp nước Đồng thời, cần nghiên cứu thêm về 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 đặc thù về phát triển kinh tế, xã hội và hạ tầng kỹ thuật, 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 khác nhau để đảm bảo an toàn cho hệ thống cấp nước của Thủ đô vẫn là một vấn đề cần được nghiên cứu tiếp tục Cần có những đánh giá và 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, Quyết định số 499/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ ngày 21 tháng 03 năm 2013, cùng với Quy hoạch cấp nước Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 và bản vẽ file Atocad thu thập được.
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
Phần mềm Loop là công cụ tính toán thủy lực cho mạng lưới cấp nước sơ khai, giúp người dùng nhận thức được vai trò 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 đủ khả năng 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 Chương trình 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 rủi ro quốc gia của Cơ quan Bảo vệ môi trường Hoa Kỳ.
WaterCad là phần mềm hàng đầu thế giới trong thiết kế và mô phỏng mạng lưới cấp nước, cho phép người dùng mô phỏng các đặc tính thủy lực và chất lượng nước trong hệ thống ống dẫn Phần mềm 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 hỗ trợ mô phỏng thời gian lưu nước, giúp tối ưu hóa hệ thống cấp nước Được phát triển bởi tập đoàn BENTLEY, WaterCad là công cụ thiết yếu cho các kỹ sư trong lĩnh vực cấp nước.
WaterGEMS của Bentley là phần mềm mô hình hóa thủy lực và mô phỏng chất lượng nước trong hệ thống phân phối, với khả năng tương tác tiên tiến và tích hợp công cụ quản lý Phần mềm này cung cấp môi trường làm việc dễ dàng, cho phép người dùng phân tích, thiết kế và tối ưu hóa hệ thống cấp nước WaterGEMS được coi là phần mềm xuất sắc nhất hiện nay về mô hình thủy lực và tính toán cho 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
Có thể mô phỏng mạng lưới trực tiếp trên nền tảng AutoCAD, cho phép nhập dữ liệu và hiển thị kết quả ngay trong phần mềm này Bên cạnh đó, người dùng có thể lưu file từ Epanet và mở nó 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 là quá trình quan trọng để đảm bảo hiệu quả hoạt động của các thành phần như bơm, bể chứa, đường ống, ống nối, cống, kênh hở và van Việc này giúp tối ưu hóa lưu lượng nước, duy trì áp suất ổn định và giảm thiểu tổn thất năng lượng trong hệ thống Thông qua các phương pháp mô phỏng và phân tích, có thể đánh giá hiệu suất làm việc của từng đối tượng, từ đó đưa ra các giải pháp cải thiện và nâng cao chất lượng dịch vụ cung cấp nước.
Dự báo mô phỏng thời gian kéo dài giúp phân tích khả năng phản ứng của hệ thống thủy lực trước các nhu cầu cung cấp và cấp nước đa dạng.
+ 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 giúp giải quyết hiệu quả các vấn đề thủy lực trong mạng lưới đường ống cấp thoát.
→ Lựa chọn mô hình phù hợp cho lĩnh vực và địa điểm nghiên cứu
Trong số các phần mềm phân tích, WaterGem, WaterCad và Epanet được ưu tiên lựa chọn Tất cả đều đáp ứng các tính năng cơ bản cho đề tài, nhưng chi phí bản quyền là yếu tố quyết định trong việc lựa chọn WaterCad và WaterGem có chi phí cao, vì vậy tác giả quyết định chọn Epanet, vì phần mềm này vừa đáp ứng yêu cầu kỹ thuật vừa 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 kinh tế và tổn thất áp lực tối ưu cho từng đoạn ống là rất quan trọng Để đạt được điều này, cần thực hiện tính toán thủy lực cho toàn bộ mạng lưới Quá trình tính toán này bao gồm việc xác định lưu lượng chảy qua các đoạn ống và tính toán 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 mạng vòng Sự phức tạp này đến từ số ẩn lớn và các phương trình tính toán tổn thất thủy rất khó giải trực tiếp Do đó, cần áp dụng các phương pháp tính thử khác nhau, như phương pháp của Lobachev hoặc Andriyasev, để đạt được kết quả chính xác.
Trước đây, việc tính toán thủy lực cho mạng lưới cấp nước thường được thực hiện bằng phương pháp thủ công, gây tốn kém thời gian và công sức Hiện nay, nhờ vào sự phát triển của công nghệ, việc giải bài toán này đã trở nên nhanh chóng hơn với sự hỗ trợ của các phần mềm 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 việc tối ưu hóa hệ thống cấp nước.
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 theo dõi lưu lượng nước trên 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 Bên cạnh đó, EPANET còn mô phỏng thời gian lưu nước và biểu đồ nguồn nước, giúp cung cấp cái nhìn tổng quan về hiệu suất của hệ thống cấp nước.
EPANET, chạy trên nền tảng Windows, cung cấp một môi trường tích hợp cho việc nhập dữ liệu mạng lưới, thực hiện mô hình thủy lực và mô phỏng chất lượng nước Người dùng có thể quan sát kết quả thông qua nhiều hình thức khác nhau, bao gồm sơ đồ mạng lưới với màu sắc và số liệu, bảng dữ liệu, biểu đồ theo thời gian, cùng với 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 sẽ được hình thành theo quy hoạch, cùng với các khu dân cư nông thôn liền kề.
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 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 các đô thị và khu vực nông thôn.
Cấp nước là một dịch vụ thiết yếu phục vụ cho các nhu cầu công cộng như cơ quan hành chính, trường học, bệnh viện, và các dịch vụ kinh doanh, tư nhân khác Ngoài ra, nước còn được sử dụng cho việc tưới cây và rửa đường, góp phần duy trì vệ sinh và cảnh quan đô thị.
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 đạt 6.870.200 người, trong đó dân số thành thị là 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 thủ đô Hà Nội mở rộng đang phát triển nhanh chóng theo quy hoạch, với sự gia tăng dân số chủ yếu do di cư cơ học Khu vực từ sông Nhuệ đến vành đai 4, phía nam sông Hồng, cùng các đô thị vệ tinh, có tốc độ tăng dân số cao Trong khi đó, khu vực nội đô được quy hoạch hạn chế phát triển để duy trì sự ổn định, đặc biệt là khu đô thị trung tâm Dân số khu vực nội đô lịch sử hiện khoảng 1.203.300 người, dự kiến sẽ giảm xuống còn 919.300 người vào năm 2020, và còn khoảng 800.000 người vào năm 2030, duy trì mức 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 đã chứng kiến sự phát triển manh mún và cục bộ của các khu, cụm, điểm công nghiệp, chưa đáp ứng kịp với tốc độ đô thị hóa nhanh chóng Một số khu công nghiệp như Vĩnh Tuy, Cầu Giấy, và Hai Bà Trưng đã dần nằm trong nội đô, trong khi nhiều khu vực khác vẫn rải rác dọc theo các trục quốc lộ và cửa ngõ thành phố, đặc biệt là từ vành đai 3 vào trung tâm.
Theo quy hoạch xây dựng chung Hà Nội đến năm 2030 và tầm nhìn 2050, các khu cụm công nghiệp hiện tại trong 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, có 04 cụm công nghiệp trong các quận nội thành sẽ được chuyển đổi.
Khu vực 68 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 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, đến điểm giao cắt 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 cung cấp nước hiệu quả cho khu vực này.
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 từ Đầm Bài đến Hòa Lạc, từ Hòa Lạc đến dọc trục đường 21A và đô thị Sơn Tây, Xuân Mai Ngoài ra, các tuyến ống chính cũng cấp nước cho trục đường Phúc Thọ - Chúc Sơn và các đô thị Phúc Thọ, Chúc Sơn, Quốc Oai Tuyến ống từ vành đai 4 còn 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 Hệ thống này 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 có vai trò phân phối nước cho các đối tượng sử dụng khác nhau, yêu cầu khả năng phục vụ khác nhau Để đánh giá khả năng phục vụ của các đoạn ống tại các khu vực có tiêu chuẩn sử dụng nước khác nhau, người ta áp dụng công thức tính chiều dài tính toán của 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 chiều dài của từng đoạn ống cho các 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 mạng lưới cấp nước Hà Nội, cần xem xét tổng chiều dài của các tuyến ống Những tuyến ống phục vụ các khu vực thấp, đặc biệt là ở các trục quốc lộ và thị trấn vệ tinh, thường có lưu lượng tiêu thụ lớn hơn so với các Nút ở khu vực trung tâm với mật độ dân số cao nhưng 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 tính toán cho từng khu vực một cách 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 từng đoạn ống, chúng ta sẽ xác định lưu lượng tại các nút phân đôi bằng cách chia lưu lượng dọc đường của mỗi đoạn cho hai nút Sau đó, chúng ta cộng các giá trị lưu lượng tại các nút lại với nhau Công thức tính lưu lượng tại nút được biểu diễn như sau: \( q_i - \text{nút} = 2 q_i \text{dd} \).
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 nêu, trong đó đường ống cấp nước của hệ thống được lấy theo Quy hoạch cấp nước cho các khu vực đô thị tại thành phố Hà Nội.
Thống kê các nhà máy nước ngầm và nước mặt sông Hồng, sông Đuống dự kiến theo công suất năm 2030 Đối với nhà máy nước sông Đà, thông số cột nước được nhập theo thực tế với cao độ xây dựng trạm xử lý nước ở mức +92m Sau khi xử lý, nước được dẫn đến bể chứa ở cao độ +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 nhỏ nhất lúc 0:00, 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 (-)
Tuyến ống dọc quốc lộ 1A trong khu vực đô thị Phú Xuyên và một số đoạn ở khu đô thị Hòa Lạc, Chúc Sơn đang gặp phải vấn đề về vận tốc và tổn thất áp lực lớn Cụ thể, tuyến ống số 177 tại khu đô thị Phúc Thọ có đường kính D0 là 2,55m và tổn thất đầu dòng Unit Headloss là 1,23m, cho thấy sự cần thiết phải cải thiện hệ thống để đảm bảo hiệu suất và an toàn.
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 đến Sơn Tây, đồng thời phục vụ nhu cầu nước cho đô thị Sơn Tây Tuy nhiên, hình ảnh cho thấy sự bất hợp lý trong phân bố dòng chảy, với nước chảy vòng, điều này cần được xem xét kỹ lưỡng Nguồn nước từ sông Hồng được cấp đến nút 121 trước khi tiếp tục chảy về nút khác.
Nước được dẫn từ nút 121 đến nút 116 và nút 114 trước khi vào trạm bơm tăng áp Trạm bơm này sẽ bơm nước lên nút 113 và sau đó 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, khiến Pressure tại hai nút này đạt gần 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 cấp nước thường gặp tình trạng áp lực âm (-) ở hầu hết các khu vực, ngoại trừ những khu vực đầu mạng lưới gần các trạm cấp nước ngầm và nước mặt, nơi áp lực được đảm bảo Điều này cho thấy tổn thất trong các tuyến ống cấp nước là rất nghiêm trọng.
Hình 3 4 Tổng thể toàn mạng lưới thành phố những khu vực áp âm (-)
Các tuyến ống có vận tốc lớn hơn 3m/s tập trung chủ yếu tại Hòa Lạc, Xuân Mai, Phúc Thọ, Chúc Sơn, Phú Xuyên, Đông Anh và Sóc Sơn Vận tốc cao này dẫn đến tổn thất lớn và việc nút lấy nước không đáp ứng kịp thời, gây ra 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 nút lấy nước ở những khu vực này không đủ, yêu cầu bơm với cột áp cao để vượt qua tổn thất trong ống Việc bơm với áp lực cao không chỉ làm tăng chi phí điện năng mà còn giảm tuổi thọ của máy bơm, và có thể làm ngưng hoạt động của các trạm cấp nước nhỏ Áp lực âm (-) cũng xuất hiện khi tuyến ống cấp nước quá nhỏ, dẫn đến vận tốc lớn trong ống và tổn thất lớn, làm cho áp lực tại những vị trí bất lợi thấp nhất.
3.1.1.3 Đ n i t ốn qua kết quả m p ỏn p n n 1
Kết quả mô phỏng từ 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 cần thiết.
Việc lắp đặt trạm tăng áp tại một số vị trí không phù hợp đã dẫn đến tình trạng 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 vẫn chưa đủ khả năng để chuyển tải lưu lượng cần thiết, dẫn đến tổn thất lớn Ngoài ra, các tuyến ống trong từng khu vực đô thị cụ thể không đáp ứng yêu cầu do quy hoạch tuyến ống nhỏ, vận tốc dòng chảy lớn và tổn thất cao, gây ra tình trạng không cung cấp đủ lưu lượng và áp lực.
Kết quả mô phỏng phương án 1 cho thấy không đáp ứng đủ yêu cầu cấp nước, ngay cả trong điều kiện vận hành thuận lợi nhất mà không xảy ra sự cố hay rủi ro nào 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 kết hợp với lưu lượng lớn sẽ làm tăng vận tốc trong ống, dẫn đến tổn thất cột áp đáng kể Điều này gây ra tình trạng áp âm (-) tại các điểm lấy nước, khiến hệ thống không đảm bảo khả năng cung cấp nước.
Một số trạm tăng áp công suất hiện tại chưa đáp ứng yêu cầu, dẫn đến việc không đủ cột áp để cung cấp nước cho khu vực phía dưới Nguyên nhân chủ yếu 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 cấp nước, có những trường hợp cần cung cấp nước cho một khu vực nhất định nhằm phục vụ các mục đích quan trọng của đất nước, dẫn đến yêu cầu tăng lưu lượng đột biến Điều này có thể gây ra rủi ro khi một số khu vực đồng thời cần nước cho việc 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, đặc biệt là vấn đề thiếu nước phục vụ nhu cầu sinh hoạt và sản xuất của người dân cũng như doanh nghiệp Thiếu nước không chỉ ảnh hưởng đến đời sống hàng ngày mà còn xuất phát từ nhiều nguyên nhân khác nhau.
+ 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 nước ngầm do biến đổi khí hậu và các tác động khác đã ảnh hưởng đến khả năng khai thác và cung cấp nước đầy đủ.
Để đảm bảo nhu cầu tối thiểu về nước sinh hoạt cho người sử dụng, cần nghiên cứu và đưa ra giải pháp vận hành hệ thống cấp nước một cách hợp lý.
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 cấp nước cho khu vực đô thị 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 phối hợp cấp nước giữa các vùng sử dụng trạm bơm tăng áp trong giờ tiêu thụ nước cao nhất, tương ứng với mức tiêu thụ lớn nhất mà nhà máy nước sông Đà cung cấp Cần 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 là cần thiết Xác định lưu lượng cấp nước cho từng đoạn ống cụ thể trong khu vực này Cần giảm trừ lưu lượng cấp nước vào khu vực phía Tây theo tỷ lệ giảm của nhà máy nước Sông Đà Sau đó, tiếp tục điều chỉnh lưu lượng cấp nước cho 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 chạy hệ thống và điều chỉnh mức cài đặt theo phương pháp thử dần Sau khi thay đổi mức cài đặt tăng giảm dần cho đến khi đạt được sự phù hợp, chúng ta dừng lại và ghi nhận kết quả cài đặt van.
Tuyến ống số 9 cung cấp nước cho khu đô thị Hòa Lạc, được lắp đặt với van điều tiết lưu lượng FCV, cho phép lưu lượng tối đa 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 trong đoạn ống 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 tối đa 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 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, với việc lắp đặt van V10 điều tiết lưu lượng FCV, cho phép 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, với 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 yêu cầu của từng đối tượng sử dụng Một số đối tượng có thể chấp nhận việc cấp nước gián đoạn trong khoảng thời gian nhất định, trong khi những đối tượng khác lại không cho phép điều này Do đó, hệ thống cấp nước được phân chia thành ba cấp độ dựa trên tần suất cung cấp nước.
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 trong quá trình khai thác Các phần tử riêng lẻ trong hệ thống có ảnh hưởng khác nhau đến độ tin cậy tổng thể, với mức độ ảnh hưởng phụ thuộc vào cách chúng được liên kết (nối tiếp hoặc 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 là việc sử dụng nhiều phần tử hơn so với số lượng cần thiết cho hoạt động bình thường trong hệ thống 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 gián đoạn do sự cố của một số phần tử Đối với 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 khu vực gặp sự cố Sau khi khắc phục sự cố, tuyến ống tạm thời sẽ được tháo dỡ và cất đi.
Dự trữ là yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo tính khả thi và tính thay thế của các phần tử trong hệ thống cấp nước Các ống dẫn nước có chức năng tương tự, cho phép điều chỉnh lưu lượng theo thời gian Khi một ống gặp sự cố, ống còn lại sẽ đảm nhiệm vai trò truyền tải, đảm bảo liên tục cung cấp nước cho người sử dụng.
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 việc sử dụng các trạm bơm tăng áp và trạm điều tiết lưu lượng sẽ đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và cung cấp nước an toàn hơn Sự kết hợp này không chỉ nâng cao hiệu quả cấp nước mà còn giúp duy trì sự ổn định trong quá trình cung cấp.
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 ở một hoặc nhiều nguồn cấp nước, dẫn đến giảm lưu lượng cung cấp, việc phối hợp cấp nước từ các nguồn khác trở nên cực kỳ quan trọng để đảm bảo cung cấp nước liên tục và hiệu quả.
Sử dụng van điều tiết lưu lượng lắp đặt đúng vị trí sẽ hỗ trợ điều chỉnh lưu lượng nước cho các khu vực thiếu nước do sự cố.
Việc điều chỉnh các van điều tiết lưu lượng cần được thực hiện một cách chính xác để đảm bảo rằng các giá trị lưu lượng đạt yêu cầu và phù hợp nhất với hệ thống.
Mô phỏng hệ thống nước là cần thiết khi một hoặc nhiều nguồn cấp nước gặp sự cố, đảm bảo khả năng cung cấp nước cho chữa cháy hoặc các khu vực cần thiết Hệ thống có khả năng điều tiết hiệu quả, duy trì an toàn trong việc cấp nước cho các nhu cầu khẩn cấp.
Trong các trường hợp 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 khi xảy ra sự cố này.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
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 tại vị trí thuận lợi về áp lực, tuy nhiên, việc cung cấp nước cho vùng phía sau áp lực vẫn chưa đạt hiệu quả như mong đợi Do đó, cần nghiên cứu phương pháp cải thiện tình trạng này.
Việc điều chỉnh đường kính ống truyền tải và các đoạn ống cấp nước trong từng khu vực giúp cân bằng áp lực và giảm tổn thất Điều này đảm bảo nước được vận chuyển theo yêu cầu, với hướng chảy hợp lý và khoảng cách ngắn nhất, tránh tình trạng chảy vòng.
Kết nối lại các trạm tăng áp vào mạng lưới hợp lý và điều chỉnh thông số của các trạm như đài, van giữ áp sẽ nâng cao hiệu quả phục vụ, giảm năng lượng tiêu thụ cho bơm và tăng áp cho khu vực cấp nước phía sau, đồng thời điều hòa lưu lượng cấp nước.
Một số trạm tăng áp được lắp đặt tại các vị trí tối ưu để đảm bảo áp lực và lưu lượng nước, với nguồn cấp nước được bổ sung từ nhiều hướng khác nhau Điều này giúp cung cấp nước hiệu quả cho khu vực xung quanh.
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 cho các vùng có lợi, đảm bảo phục vụ hiệu quả hơn Hệ thống kết nối giữa các nguồn cấp này qua các tuyến ống truyền tải không chỉ hỗ trợ lẫn nhau trong trường hợp sự cố mà còn giúp duy trì sự ổn định và bền vững cho toàn bộ hệ thống cấp nước.
Việc phối hợp cấp nước từ ba nhà máy nước mặt cho các khu vực đô thị Hà Nội sẽ không đạt hiệu quả cao nếu không có sự hỗ trợ từ các trạm bơm tăng áp Các trạm bơm này đóng vai trò như những khớp nối, giúp cải thiện sự hài hòa và ổn định trong việc cấp nước giữa các vùng Hơn nữa, trạm điều tiết lưu lượng sẽ đảm bảo cung cấp nước ổn định và an toàn hơn Việc tích trữ lưu lượng vào giờ thấp điểm và bơm vào mạng lưới trong giờ cao điểm, cũng như cung cấp nước khi xảy ra sự cố, sẽ góp phần nâng cao độ an toàn trong cấp nước.