Đánh giá tiềm năng của hệ thống thu gom nước mưa để sử dụng trong sinh hoạt và giảm ngập lụt trong điều kiện biến đổi khí hậu, phường đồng tâm, hà nội

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA SAU ĐẠI HỌC TRỊNH VÂN HƯƠNG ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG CỦA HỆ THỐNG THU GOM NƯỚC MƯA ĐỂ SỬ DỤNG TRONG SINH HOẠT VÀ GIẢM NGẬP LỤT TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU, PHƯỜNG ĐỒNG TÂM, HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Hà Nội – 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA SAU ĐẠI HỌC TRỊNH VÂN HƯƠNG ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG CỦA HỆ THỐNG THU GOM NƯỚC MƯA ĐỂ SỬ DỤNG TRONG SINH HOẠT VÀ GIẢM NGẬP LỤT TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU, PHƯỜNG ĐỒNG TÂM, HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Mã số: chương trình đào tạo thí điểm Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Phạm Văn Cự PGS TS Nguyễn Việt Anh Hà Nội – 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn kết nghiên cứu thực độc lập không chép Các số liệu sử dụng nghiên cứu số liệu thống Tất tham khảo thông tin từ ấn phẩm, tạp chí khoa học trang thông tin điện tử có nguồn trích dẫn Tác giả: Trịnh Vân Hương LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành Khoa sau đại học, Đại học Quốc gia Hà Nội Với hướng dẫn PGS TS Phạm Văn Cự PGS.TS Nguyễn Việt Anh, luận văn hoàn thành tháng 6/2015 Tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc dẫn định hướng tận tình Thầy suốt thời gian hoàn thành khóa học Luận văn định hướng hỗ trợ nhiều Khoa sau đại học, Đại học Quốc gia Hà Nội Tác giả cảm kích xin chân thành cảm ơn Thầy cô cán Khoa Luận văn hỗ trợ tài từ Chương trình học bổng thạc sỹ Trung tâm Nghiên cứu Phát triển Canada (IDRC) Đại học Nairobi “Innovative Application of ICTs in Addressing Water-Related Impacts of Climate Change”, hỗ trợ ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý (GIS) Trung tâm Quốc tế Nghiên cứu Đánh giá Biến đổi Toàn cầu (ICARGC) hỗ trợ từ Dự án thí điểm hệ thống thu gom mưa (Rainwater Harvesting Project) Viện Nghiên cứu Kỹ thuật Xây dựng Môi trường (IESE) Nếu hỗ trợ vô ý nghĩa từ tổ chức cá nhân trên, tác giả khó hoàn thành tốt nghiên cứu Tác giả xin gửi lời cảm ơn trân trọng tới họ Tác giả: Trịnh Vân Hương MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG 60 DANH MỤC CÁC HÌNH 61 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 62 MỞ ĐẦU………………………………………………………………………….…… 63 CHƯƠNG I – TỔNG QUAN Error! Bookmark not defined 1.1 Tác động BĐKH tới nguồn nước, lượng mưa Error! Bookmark not defined 1.2 Tình trạng ngập lụt đô thị Error! Bookmark not defined 1.3 Tình trạng ô nhiễm nguồn nước đô thị Error! Bookmark not defined 1.4 Thu gom nước mưa từ mái nhà Error! Bookmark not defined 1.5 Vấn đề nghiên cứu Error! Bookmark not defined 1.6 Giới thiệu khu vực nghiên cứu Error! Bookmark not defined CHƯƠNG II – PHƯƠNG PHÁP VÀ DỮ LIỆU Error! Bookmark not defined 2.1 Đặt toán Error! Bookmark not defined 2.2 Cách tiếp cận Error! Bookmark not defined 2.3 Phương pháp luận phương pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.3.1 Phương pháp luận Error! Bookmark not defined 2.3.2 Phương pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.4 Nguồn liệu Error! Bookmark not defined CHƯƠNG III – KẾT QUẢ, KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊError! Bookmark not defined 3.1 Kết Error! Bookmark not defined 3.1.1 Khả đáp ứng nhu cầu nước sinh hoạt nước mưa thu gomError! Bookmark no 3.1.2 Khả giảm ngập úng cục cách thu gom lưu trữ nước mưaError! Bookm 3.1.3 Chất lượng nước mưa thu gom cho nước sinh hoạtError! Bookmark not defined 3.1.4 Hiểu biết thái độ người dân việc thu gom nước mưa để sử dụng giảm ngập lụt đô thị Error! Bookmark not defined 3.1.5 Phân tích lợi ích hệ thống thu gom mưaError! Bookmark not defined 3.1.6 Tính khả thi hệ thống thu gom mưa Error! Bookmark not defined 3.2 Kết luận khuyến nghị Error! Bookmark not defined 3.2.1 Kết luận Error! Bookmark not defined 3.2.2 Khuyến nghị Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO …………… ………64 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Mức thay đổi lượng mưa (%) so với thời kỳ 1980 - 1999 vùng khí hậu Error! Bookmark not defined Bảng 2.1: Một số tiêu đánh giá chất lượng nước mưa Error! Bookmark not defined Bảng 2.2: Lượng mưa Hà Nội năm 2013 Error! Bookmark not defined Bảng 2.3: Diện tích mái phủ nhà chức ĐHXD Error! Bookmark not defined Bảng 2.4: Thống kê trạng hệ thống thoát nước mưa ĐHXDError! Bookmark not defined Bảng 3.1: Thành phần mặt phủ ĐHXD Error! Bookmark not defined Bảng 3.2: Lưu lượng nước thải sinh hoạt từ ĐHXD Error! Bookmark not defined Bảng 3.3: Diện tích phục vụ tuyến cống thoát nước mưa Error! Bookmark not defined Bảng 3.4: Thể tích bể chứa nước mưa cần xây dựng ĐHXD để giải việc ngập úng cục nước mưa Error! Bookmark not defined Bảng 3.5: Thể tích nước mưa lưu trữ nhờ bể chứa nhà chức Error! Bookmark not defined Bảng 3.6: Kêt phân tích chất lượng nước mưa thu từ mái ĐHXD, sau lắng 45' Error! Bookmark not defined Bảng 3.7: Chi phí lắp đặt hệ thống thu gom lưu trữ nước mưa hộ gia đình Error! Bookmark not defined Bảng 3.8: Cấu trúc hệ thống thu gom nước mưa Error! Bookmark not defined Bảng 3.9: Người sử dụng tự bảo dưỡng hệ thống thu gom lưu trữ nước mưa Error! Bookmark not defined DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Lượng mưa thời kỳ 2041-2050 Error! Bookmark not defined Hình 1.2: Đặc trưng khí hậu Đồng Bắc Bộ Error! Bookmark not defined Hình 1.3: Khuôn viên mái nhà ĐHXD Error! Bookmark not defined Hình 1.4: Hệ thống cống thoát nước hữu ĐHXD Error! Bookmark not defined Hình 2.1: Nguyên tắc thoát nước bề mặt bền vững Error! Bookmark not defined Hình 3.1: Bể chứa nước mưa làm chậm dòng chảy tập trung Error! Bookmark not defined Hình 3.2: Chất lượng nước mưa theo mùa (Nguồn: ĐHXD Hà Nội, 2012) Error! Bookmark not defined Hình 3.3: Tổng chất hữu nước mưa qua giai đoạn .Error! Bookmark not defined Hình 3.4: Cấu trúc hệ thống thu gom xử lý nước mưa cho hộ gia đình - Loại Error! Bookmark not defined Hình 3.5: Cấu trúc hệ thống thu gom xử lý nước mưa cho hộ gia đình - Loại Error! Bookmark not defined DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BĐKH : Biến đổi khí hậu BTNTN-MT : Bộ Tài nguyên thiên nhiên Môi trường BVMT : Bảo vệ môi trường BYT : Bộ Y tế COD : Tổng chất hữu ĐHKHTN : Đại học Khoa học-Tự nhiên ĐHXD : Đại học Xây dựng IMHEN : Viện Khoa học Khí tượng, Thủy văn Môi trường IUWM : Integrated Urban Water Management JMP : Chương trình giám sát chung UNICEF KBPT : Kịch phát thải LHQ : Liên Hợp Quốc MDGs : Mục tiêu phát triển Thiên Niên Kỷ QCVN : Quy chuẩn Việt Nam SUDS : Phương pháp tiếp cận hệ thống thoát nước đô thị bền vững TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN : Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TDS : Tổng chất rắn hòa tan UNDP : Tổ chức phát triển Liên Hợp Quốc WHO : Tổ chức Y tế Thế giới WSUD : Water Sensitive Urban Design XTNĐ : Xoáy thuận nhiệt đới MỞ ĐẦU Liên Hiệp Quốc (LHQ) ước tính rằng, số 1,4 tỉ km khối nước Trái đất, có 200.000 km khối nước Cứ sáu người có người sống tình trạng thiếu nước [36] Như có khoảng 1,1 tỷ người giới sống nước phát triển phải đối mặt với tình trạng khan nước Quan điểm phổ biến sụt giảm lượng nước có sẵn biến đổi khí hậu Biến đổi khí hậu mà chủ yếu ấm lên toàn cầu khiến tăng bốc nước dường gây giảm lưu lượng dòng chảy sông, hồ ao bị thu hẹp vùng khí hậu nóng Thêm vào đó, tác động từ hoạt động khai thác người khiến tầng nước ngầm bị cạn kiệt không bù đắp kịp Mặc dù tổng nguồn nước Trái đất phong phú, nhiều nơi nước bị ô nhiễm, bị xâm nhập mặn, không phù hợp sẵn để uống, phục vụ sản xuất công nghiệp nông nghiệp Ngân hàng Thế giới cho biết thêm thay đổi khí hậu làm thay đổi sâu sắc nguồn nước sử dụng nước tương lai, làm tăng mức độ căng thẳng an ninh nước, quy mô toàn cầu lĩnh vực phụ thuộc vào nước [34] Để tránh khủng hoảng nước toàn cầu, nông dân phải phấn đấu tăng suất để đáp ứng nhu cầu ngày tăng lương thực, ngành công nghiệp thành phố tìm cách để sử dụng nước hiệu [20] Tại Việt Nam, mức độ ô nhiễm khan nguồn nước tình trạng báo động Mặc dù Việt Nam coi quốc gia có nguồn tài nguyên nước dồi với hệ thống sông ngòi chằng chịt, phủ nước ta phải thức công bố tình trạng khan nước Nguồn dự trữ nước cung cấp 4000m3/năm/người, so với mức trung bình giới 7000m3/năm/người Những hệ lụy thiếu nước ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống người dân Khoảng 20% dân cư Việt Nam chưa tiếp cận nguồn nước Theo thống kê Viện Y học lao động Vệ sinh môi trường, có khoảng 17,2 triệu người Việt Nam (tương đương 21,5% dân số) sử dụng nguồn nước sinh hoạt từ giếng khoan, chưa kiểm nghiệm hay qua xử lý Theo thống kê Bộ Y tế Bộ Tài nguyên – Môi trường, trung bình năm Việt Nam có khoảng 9.000 người tử vong nguồn nước điều kiện vệ TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Tài Nguyên Môi Trường (2014) Đề xuất mô hình quản lý rủi ro ngập lụt đô thị thích ứng với biến đổi khí hậu, Kỳ – tháng 4/2014, trang 31-32 Bộ Y tế (2009) TCVN 02-2009/BYT Nguyễn Đức Cảnh (2014), Phát khắc phục rào cản việc thu gom nước mưa Việt Nam, Trường Đại học Xây dựng Hà Nội Nguyễn Văn Dân Ngô Thanh Dũng (2002) Ô nhiễm nước ngầm Hà Nội, Hội thảo quốc tế môi trường sức khỏe cộng đồng Đại học Cần Thơ (2014), Hướng dẫn kỹ thuật thu gom sử dụng nước mưa vùng Đồng Sông Cửu Long, Khoa Môi trường Tài nguyên thiên nhiên Viện nghiên cứu Biến đổi khí hậu, Đại học Cần Thơ Công ty kinh doanh nước Hà Nội (2000) Đánh giá chất lượng nước ngầm hiệu xử lý nước, 2000 Công ty kinh doanh nước Hà Nội (2012) Báo cáo tình hình cấp nước, 2012 IMHEN, UNDP (2014) Báo cáo đặc biệt Việt Nam Quản lý rủi ro thiên tai tượng cực đoan nhằm thúc đẩy thích ứng với Biến đổi khí hậu, 2014 Phạm Qúy Nhân, Trần Thành Lê, Đặng Trần Trung (2014) Định hướng khai thác bền vững tài nguyên nước đất phục vụ phát triển kinh tết xã hội thành phố Hà Nội 10 Lê Như Quân, Phan Văn Tân (2011) Dự tính biến đổi số số mưa lớn lãnh thổ Việt Nam mô hình khí hậu khu vực RegCM3 11 Giang Thị Thu Thảo Phạm Tất Thắng (2014), Xây dựng mối quan hệ diện tích sử dụng, diện tích có khả thu trữ nước mưa từ hộ gia đình khu vực ngoại thành 12 Tổng cục Thống kê (2008) Niên giám thống kê 2008 Hà Nội: NXB Thống kê 13 Tổng cục Thống kê (2012) Niên giám thống kê 2012 Hà Nội: NXB Thống kê 14 Tổng cục Thống kê (2013) Niên giám thống kê 2013 Hà Nội: NXB Thống kê 15 Phạm Hùng Việt Trần Hồng Côn (2012) Chất lượng nước ngầm vùng đồng Việt Nam/ Nước uống – Thực trạng giải pháp, Trường ĐHKHTN Tiếng Anh 16 AbdelKhaleq R.A and Ahmed I.A (2007) Rainwater harvesting in ancient civilization in Jordan, Water Sci Technol.: Water Supply, 7, pp: 85–93 17 APHA (2012) Standard methods for the examination of water and wastewater In: Eaton A.D., Clesceri L.S., Rice E.W., Greenberg A.E (eds) American Public Health Association, American Water Works Association and Water Environment Federation, 22nd edition American Public Health Association, Washington DC 18 Bell, J L., Sloan, L C., & Snyder, M A (2004) Regional changes in extreme climatic events: a future climate scenario Journal of Climate, 17(1), pp: 81–87 19 Berg, M., Tran, H C., Nguyen, T C., et al (2001) Arsenic contamination of groundwater and drinking water in Vietnam: A human health threat Environmental Science and Technology, 35, pp: 2621–2626 20 Chartres, C and Varma S (2010) Out of water From Abundance to Scarcity and How to Solve the World’s Water Problems FT Press (USA) 21 David B and John W D (1959) Urban drainage 22 Faško P., Pecho J., Mikulová K., Šťastný P (2006) Instances of high daily, monthly and seasonal amounts of atmospheric precipitation in East Slovakia at the end of the 20th century and the beginning of the 21st century in the context of historical data Collected contributions from the international conference Protection from Flooding Podbanské, pp: 153 –158 23 Groisman P.Y., Knight R.W., Easterling D.R., Karl T.R., Hegerl G.C and others (2001) Trends in extreme daily rainfall and temperature in Southeast Asia and the South Pacific: 1961–1998 International Journal of Climatology, 21(3), pp: 269–284 24 Helmreich B., Horn H (2009) Opportunities in rainwater harvesting Desalination 248, pp: 118–124 25 IPCC (2007) Climate Change 2007: The Physical Science Basis Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change 26 IPCC (2014) Climate Change 2014: Impacts, Adaptation, and Vulnerability Part A: Global and Sectoral Aspects Contribution of Working Group II to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 1132 pp 27 Jha Abhas K., Bloch, R.; Lamond, J (2012) Cities and Flooding: A Guide to Integrated Urban Flood Risk Management for the 21st Century 28 Martin T.J (1980) Supply aspects of domestic rainwater tanks, South Australian Department for the Environment for the Environment, Adelaide, Australia 29 Mwenge Kahinda J., Taigbenu A.E and Boroto, J.R (2007) Domestic rainwater harvesting to improve water supply in rural South Africa Phys Chem Earth, 32, pp: 1050–1057 30 Mwenge Kahinda J., Boroto J.R and Taigbenu A.E (2005) Developing and integrating water resources management and rainwater harvesting systems in South Africa, in: Proceedings of the 12th SANCIAHS Symposium, Johannesburg, South Africa 31 Rockstro¨ m J (2000) Water resources management in smallholder farms in eastern and southern Africa: an overview, Phys Chem Earth, 25, pp: 275-283 32 Smedley, P L., & Kinniburgh, D G (2002) A review of the source, behaviour and distribution of arsenic in natural waters Applied Geochemistry, 17, pp 517–568 33 Susana Ochoa-Rodríguez, PhD student, Dr Karl Mapleston Smith, project manager; Maria Aivazoglou, PhD student; Rui Pina: PhD student; and Dr Ana Mijic, Grantham Urban pluvial flooding and climate change: London (UK), Rafina (Greece) and Coimbra (Portugal) 34 The World Bank (2009) Water and Climate Change: Understanding the Risks and Making Climate-Smart Investment Decisions pp 21–24 Retrieved 24 October 2011 35 Thomas T.H and Martinson D.B (2007) Roofwater Harvesting 36 United Nations Development Programme (2006) Human Development Report 2006: Beyond Scarcity–Power, Poverty and the Global Water Crisis Basingstoke, United Kingdom: Palgrave Macmillan 37 USDA– SCS (1986) Urban Hydrology for Small Watersheds USDA– SCS 38 WHO (2001) Fact Sheet 2001 As in drinking water 39 Yannick M and Nguyen Viet Anh (2010) Lotus green building assessment tools