Đang tải... (xem toàn văn)
Hòn Tre là đảo có địa hình dốc, vật liệu chủ yếu là đá bở rời và suối chỉ có nước vào mùa mưa còn mùa khô không có dòng chảy. Nước ngọt để cung cấp cho dân trên đảo Hòn Tre đang khan hiếm và cạn kiệt dần do diện tích rừng ngày càng suy giảm. Các nguồn nước khai thác chính cho cấp nước dân sinh là nước mưa; nước giếng đào; nước mạch ngầm trong hang động, dưới các tảng đá lăn. Việc cấp nước phục vụ dân sinh kinh tế gặp nhiều khó khăn do khả năng khai thác nguồn nước có hạn, địa hình dốc và nước ngầm rất hạn chế.
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ GIẢI PHÁP TẠO NGUỒN, TRỮ VÀ CẤP NƯỚC NGỌT PHỤC VỤ DÂN SINH KINH TẾ CHO ĐẢO HÒN TRE TỈNH KIÊN GIANG Phạm Văn Tùng, Nguyễn Trường Thọ Viện Kỹ thuật Biển Tóm tắt: Hòn Tre đảo có địa hình dốc, vật liệu chủ yếu đá bở rời suối có nước vào mùa mưa mùa khơ khơng có dòng chảy Nước để cung cấp cho dân đảo Hòn Tre khan cạn kiệt dần diện tích rừng ngày suy giảm Các nguồn nước khai thác cho cấp nước dân sinh nước mưa; nước giếng đào; nước mạch ngầm hang động, tảng đá lăn Việc cấp nước phục vụ dân sinh kinh tế gặp nhiều khó khăn khả khai thác nguồn nước có hạn, địa hình dốc nước ngầm hạn chế Giải pháp tác giả đề xuất kết hợp nhiều nguồn nước khác để khai thác cấp nước, không nên xây hệ thống cấp nước tập trung quy mô lớn mà chia thành nhiều hệ thống cấp nước phân tán quy mơ nhỏ theo cụm hộ gia đình Ưu tiên giải pháp khai thác nước mạch ngầm, mạch lộ núi nguồn nước thường ổn định quanh năm với lưu lượng không nhiều phù hợp cho quy mơ nhỏ Từ khóa:Đảo Hòn Tre, Giải pháp cấp nước, Nước mạch ngầm, Mạch lộ Summary:Hon Tre island with steep terrain, unconsolidated rocks and soils, the water flow in the streams are only in rainy season while dry season with no flow Fresh water for the people on Hon Tre island is scarce and depleted whereas the forest area is decreasing The main water sources are rainwater, dug wells, groundwater in the cave and under the rolling rocks The water supply for people's life and economy is difficult due to the ability for water exploitation is limited The proposed solution is to combine different water sources for water supply Largescale water supply systems are not recommended, instead, small-scale distributed water supply systems for group of households should be built Priority way should be given for exploiting underground water, mountain spring water because these water sources are usually stable whole year with the limited water quantity but it should be fit for the small water supply structuters Keyword: Hon Tre island, Water supply solution, the shallow groundwater flow, dugged well MỞ ĐẦU* Hệ thống đảo biển có tiềm to lớn công phát triển kinh tế, xã hội quốc gia giới Việt Nam có 3.200 km bờ biển với hàng nghìn đảo quần đảo, bao gồm có quần đảo Hoàng Sa, Trường Sa 2.577 đảo lớn, nhỏ, gần xa bờ, hợp thành phòng tuyến bảo vệ, kiểm soát làm chủ vùng biển [1] Ngày nhận bài: 02/7/2018 Ngày thông qua phản biện: 10/8/2018 Ngày duyệt đăng: 25/8/2018 Một vấn đề quan trọng để phát triển kinh tế - xã hội cho hải đảo nước sinh hoạt, nước phục vụ cho mục tiêu phát triển khác Việc điều tra khảo sát, quản lý phát triển tài nguyên nước, nghiên cứu giải pháp tạo nguồn, trữ cấp nước yếu tố sống với đảo Nghiên cứu giải pháp tạo nguồn, trữ cấp nước phục vụ dân sinh kinh tế cho đảo nói chung đảo Hòn Tre nói riêng mang tính chất thực tiễn cao Việc nghiên cứu dựa điều kiện địa lý, đặc điểm tự nhiên, địa hình, địa chất, thổ nhưỡng, dân sinh, kinh TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 47 - 2018 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ tế - xã hội, từ đưa giải pháp áp dụng thích hợp cho vùng ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN Đặc điểm điều kiện tự nhiên Hòn Tre xã đảo, trung tâm huyện lỵ huyện Kiên Hải tỉnh Kiên Giang, nằm vùng vịnh Rạch Giá, cách thành phố Rạch Giá phía Tây khoảng 30km.Đảo có tổng diện tích tự nhiên 438,29ha, địa hình chủ yếu đồi núi đá, sườn dốc, phủ sườn phần lớn tảng lăn, độ cao trung bình > 40m Trên đảo có núi: cao phía Nam (cao 395m) thấp ởphía Bắc Bờ biển quanh đảo có hình dáng uốn lượn, cao thấp phức tạp Trên đảo lưu giữ vẻ hoang sơ có số điểm đẹp phù hợp cho tổ chức du lịch, dã ngoại Bãi Chén, Động Dừa, Đuôi Hà Bá… nơi dân cư sống thành cụm nhỏ từ tháng 12 đến hết tháng năm sau lượng mưa chiếm khoảng 10% tổng lượng mưa năm Tổng lượng bốc trung bình năm 1.323 mm, vào mùa khô lượng bốc chiếm đến 65%.Độ ẩm tương đối trung bình năm 82% Hòn Tre đảo có địa hình sườn dốc Đá đảo đá magma xâm nhập (granit, granodiorit, granit biotit) sản phẩm phong hoá chúng, lớp phủ phong hố mỏng, thường bị rửa trơi để lại khối tảng Sườn núi phần lớn có độ dốc 30-40° (khơng có dấu vết đá trầm tích) Các đá bị phong hố thường có khe nứt lớn, với khe nứt nằm sườn dốc khó để lưu trữ nước Suối đảo hình thành có nước vào mùa mưa mùa khơ khơng có dòng chảy Nguồn nước để cung cấp cho dân đảo Hòn Tre khan nước suối đảo ngày diện tích rừng suy giảm, nước mưa trữ lại hộ gia đình có giới hạn Các nguồn nước khai thác là: (i) Nước mưa (tích trữ theo hộ gia đình); (ii) Nước giếng đào, tùy theo khu vực nhìn chung khơng phong phú khó khai thác sườn dốc đá; Hình Vị trí đảo Hòn Tre vịnh Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang Khu vực đảo Hòn Tre có nhiệt độ cao Việt Nam Theo tài liệu thống kê 2006 ÷ 2009, nhiệt độ trung bình năm Rạch Giá 27,4oC, biên độ dao động năm nhiệt độ vào khoảng - 3,5oC.Tổng số nắng bình quân năm Rạch Giá 2.617 giờ.Lượng mưa phân bố không theo thời gian Tổng lượng mưa trung bình năm nhiều năm 2.387 mm Mùa mưa tháng đến hết tháng 11 lượng mưa chiếm tới 90% lượng mưa năm.Mùa khô bắt đầu (iii) Nước mạch ngầm hang động, tảng đá lăn núi, phân bố tùy theo khu vực, có trữ lượng nhỏ có nhiều vị trí trì quanh năm, khó khai thác nằm xa khu dân cư, cao núi, địa hình thay đổi lên – xuống tồn tảng đá chồng lên Hiện nay, việc cấp nước từ mạch ngầm hang động gặp nhiều khó khăn khả khai thác bị hạn chế tổng lượng chưa tập trung nguồn nước Việc dẫn nước từ núi xuống hạn chế chênh lệch cao độ lớn (dẫn đến áp xuất đường ống lớn); địa hình thay đổi đường ống phải nương theo điều kiện địa hình nên ống dễ tạo khí dư, nước thường xun khơng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 47 - 2018 KHOA HỌC chảy được; khó có khoảng địa hình đủ rộng để xây bể chứa nước đủ lớn (khó xây bể 30m3) để cấp nước tự chảy đến hộ dân; phân bố dân cư CÔNG NGHỆ tập trung (tại khu trung tâm) cao độ hộ không đều, độ chênh lớn, có đến 2030m nên việc cấp nước đến hộ khó khăn,… Hình Bề mặt đảo chủ yếu đá tảng lăn, vài suối cạn nước hoi hạ lưu Đặc điểm dân sinh, kinh tế a) Hiện trạng dự báo nhu cầu nước Hòn Tre xã đảo nơi đặt trung tâm hành huyện Kiên Hải Đảo có diện tích nhỏ dân số (dân số năm 2014 4.350 người) [2] Dân cư sống tập trung khu trung tâm huyện Địa hình đồi núi cao nên không thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp chăn nuôi Sườn sốc đá lăn không thích hợp làm hồ chứa Nơng nghiệp, chăn ni khơng trọng khó phát triển Dịch vụ chủ yếu phục vụ cho nghề cá, cho tàu thuyền đánh bắt khơng nhiều điểm dừng ghé qua, điểm trung chuyển hay điểm thu mua giao dịch Căn tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt hành, tiêu chuẩn dùng nước lựa chọn: [3] ĐÁNH GIÁ NGUỒN NƯỚC VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KHAI THÁC Giai đoạn 2015:Đô thị loại IV, V điểm dân cư nông thôn 90 lít/ngày.Tỷ lệ dân số cấp nước 97%.Tỷ lệ cấp cho công nghiệp, dịch vụ 20%.Tỷ lệ thất 25% Giai đoạn 2016-2020:Đơ thị loại IV, V điểm dân cư nơng thơn 100 lít/ngày.Tỷ lệ dân số cấp nước 99,5% Tỷ lệ cấp cho cơng nghiệp, dịch vụ 20%.Tỷ lệ thất 20% Định mức dùng nước nông nghiệp: Tiêu chuẩn – Định mức quy hoạch nông nghiệp CNTP, 1990 Định mức dùng nước chăn nuôi: TCVN–1995 Bảng Tính tốn,dự báo tổng nhu cầu nước đảo Hòn Tre năm 2015, 2020 TT Thông số Nhu cầu nước sinh hoạt, dịch vụ Đơn vị 2015 2020 651 812 m /năm 237.615 296.380 m /ngàyđêm Nhu cầu nước chăn nuôi m3/năm 259 335 Nhu cầu nước tưới m3/năm 1.398.865 1.538.751 1.636.739 1.835.466 1,637 1,835 10 m /tháng 0,136 từ tài liệu khí tượng, thủy văn 0,153 m /năm Tổng nhu cầu nước 10 m /năm b) Tính tốn xác định khả nguồn nước TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 47 - 2018 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Xi Xo Do đảo Hòn Tre khơng có trạm khí tượng, khơng có tài liệu mưa Nên sử dụng tài liệu mưa năm trạm tương tự trạm Rạch Giá (cách đảo Hòn Tre khoảng 30km) đo 27 năm, từ 1980-2006 để tính tốn + Hệ số thiên lệch: C s + Lượng mưa năm trung bình nhiều năm Xo: X i 2185,9 (mm) X0 n Từ kết tính tốn,tổng lượng nước đến đảo Hòn Tre hàng tháng phân phối ứng với tần suất thiết kế tổng hợp Bảng 3: (K + Hệ số phân tán: Cv i 1) K i (K 1) (n 3)Cv3 i , n 1 Bảng Lượng mưa tháng có xét tới bốc Tần suất Tháng 10 11 12 Tổng 100,0 75% Ki (%) 0,00 0,00 0,00 0,00 7,88 14,89 13,99 18,78 22,94 11,43 10,10 0,00 Xth.P (mm) 60,7 114,7 107,8 144,7 176,8 0,00 0,00 0,00 0,00 5 770,7 88,07 77,80 0,00 100,0 90% Ki (%) 0,48 0,00 0,22 2,03 7,40 15,88 18,19 Xth.P (mm) 11,3 41,4 2,67 0,00 1,23 6,07 14,63 21,68 102,0 89,07 7,87 5,57 121,5 34,03 82,05 31,2 560,9 44,16 Bảng Tổng lượng nước đến có xét tới bốc đảo Hòn Tre Tháng 10 11 12 Năm Số ngày tháng 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 Qden[106m3/thán P=75 g]= % 365 0,00 0,00 0,26 0,502 0,472 0,634 0,774 0,385 0,34 0,00 3,37 0,000 0,000 0 59 08 00 WQden[106m3/th P=90 0,011 0,000 0,00 0,04 0,18 0,390 0,446 0,149 0,359 0,532 0,19 0,13 2,45 áng]= % 54 98 17 c) Tính tốn cân nước có xét tới bốc Tính tốn cân nước xét đến bốc với tần suất tính tốn, năm mưa 34 69 nhiều mưa Từ kết Bảng Bảng cho thấy đảo thiếu nước vào mùa kiệt từ tháng 12 tới tháng năm sau Bảng Cân nước ứng với năm mưa nhiều (P=75%), đơn vị 106m3 Tháng 4 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 47 - 2018 10 11 12 Năm KHOA HỌC WQđến 0 0 CÔNG NGHỆ 0,26 0,50 0,47 0,63 0,77 0,38 0,34 4 Wqdùng2 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 015 8 8 8 8 8 8 Wqdùng2 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 020 ∆V201 ∆V202 8 8 - - - - 0,14 0,14 0,14 0,14 8 8 - - - - 0,16 0,16 0,16 0,16 8 8 8 8 8 0,11 0,35 0,32 0,48 0,62 0,23 0,19 6 0,09 0,33 0,30 0,46 0,60 0,21 0,17 6 8 3,376 1,776 2,016 0,14 1,6 0,16 1,36 Bảng Cân nước ứng với năm mưa nhiều (P=90%), đơn vị 106m3 Tháng WQđến 0,01 2 0,00 0,05 0,18 0,39 10 11 12 0,44 0,14 0,35 0,53 0,19 0,13 9 3 Wqdùng20 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 15 8 8 8 8 8 8 Wqdùng20 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 20 8 8 - - - - ∆V2015 0,13 0,14 0,14 0,09 8 - - - - ∆V2020 0,15 0,16 0,16 0,11 8 8 8 8 0,03 0,24 0,29 0,00 0,21 0,38 0,04 0,01 0,22 0,27 0,01 5 0,19 0,36 0,02 5 Năm 2,457 1,776 2,016 0,01 0,681 0,03 0,441 d) Khả khai thác sử dụng nguồn nước Quy mơ cơng trình thu nước mưa; Khả khai thác sử dụng nguồn nước mưa đảo Hòn Tre phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Chế độ cường độ mưa; Hệ số thấm lớp đất đá bề mặt; Đặc điểm địa hình; TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 47 - 2018 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Lưu vực thu nước mưa, khơng có xả nước thải nước thải phải xử lý đạt tiêu chuẩn Lượng mưa đảo khai thác để phục vụ sinh hoạt sản xuất tập trung tháng mùa mưa (tháng V-tháng XI) Tổng lượng mưa chưa xét tới bốc ứng với tần suất 85% 7,619 triệu m3/năm Tổng lượng mưa tháng mùa mưa (tháng V-tháng XI) 7,284 triệu m3/năm chiếm 90% tổng lượng mưa năm Tuy nhiên, để khai thác lượng nước mưa khó khăn, mà khai thác phần cơng trình trực tiếp (lu, bể chứa, hồ chứa), lại phần lớn cung cấp cho nước đất chảy biển Sơ ước lượng nước mưa khai thác theo số ngày mưa, cấp ngày mưa có lượng mưa ≥ 5mm sau:Tại hộ gia đình, hộ có cơng trình mái thu nước mưa với diện tích ước 30 m2 xây bể khai thác khoảng 8÷10 m3 Khai thác cơng trình tập trung:Theo QĐ số 1937/QĐ-UBND ngày 17/8/2009 UBND tỉnh Kiên Giang phê duyệt Quy hoạch thủy lợi huyện đảo Kiên Hải, xã Hòn Tre xây dựng 01 hồ chứa nước ấp I, song nhiều nguyên nhân nên chưa lập thiết kế dự tốn xây dựng cơng trình Có thể sử dụng cấp nước tập trung cấp nước phân tán cho dân đảo Hòn Tre Tùy theo khu vực, điều kiện nguồn nước để sử dụng giải pháp cấp nước phù hợp Dân cư đảo sinh sống tập trung khu vực phía Bắc đảo, ven theo bờ biển quay hướng Nam dài ≈ 1,5km Trung tâm hành huyện Kiên Hải, xã Hòn Tre nằm đây, nơi có bến tàu chợ nhỏ vận chuyển trao đổi hàng hóa với đất liền Xung quang đảo đường giao thông chạy men theo bờ biển với chiều dài ≈ 12km Dọc tuyến đường có số nhà dân sinh sống rải rác Nhu cầu nước đảo Hòn Tre chủ yếu sinh hoạt dịch vụ, cấp nước cho sinh hoạt chủ yếu Cấp nước dịch vụ khơng nhiều khơng có dịch vụ lớn, khách tham quan du lịch ít, tàu thuyền đánh bắt ghé qua khơng phải bến cảng trung chuyển, tàu thuyền người dân đảo không nhiều Cấp nước cho cơng nghiệp khơng có đảo khơng có nhà máy, xí nghiệp Vì vậy, mơ hình cấp nước cho đảo Hòn Tre tập trung đến cấp nước sinh hoạt người dân phần nhỏ cho dịch vụ Một số mơ hình áp dụng: e) Giải pháp cấp nước cho đảo Hòn Tre TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 47 - 2018 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Chứa: + Lu, bồn nhựa, inox + Bể xây gạch -:- m3 10 -:- 20 m3 Sử dụng MÔ HÌNH 1: Nước mưa Thu hứng: + Cây cối + Mái che (ngói, tôn, lá, bê tông, ) MÔ HÌNH 2: Nước ngầm + Giếng khơi Sử dụng + Giếng tia ngang thu nước MÔ HÌNH 3: Nước ngầm Giếng khoan sâu đường kính nhỏ Xử lý khử sắt lọc cát chậm Sử dụng Giếng khoan sâu đường kính lớn Xử lý khử sắt, khử trùng đầy đủ trạm xử xý Sử dụng Hồ thu, bể thu nước Lắng, lọc, xử lý loại Hố thu mạch lộ Bể chứa, bể lắng, lọc, xử lý loại Đập, hồ chứa Hồ chứa trung gian, trạm xử lý MÔ HÌNH 4: Nước ngầm MÔ HÌNH 5: Nước mặt Sử dụng MÔ HÌNH 6: Nước mặt - mạch lộ núi Sử dụng MÔ HÌNH 7: Nước mưa núi Sử dụng Hình Một số mơ hình cấp nước áp dụng đảo Hòn Tre [1] - Cấp nước tập trung: Từ thực trạng bố trí dân cư nhận thấy sử dụng giải pháp cấp nước tập trung quy mô vừa cho khu vực trung tâm đảo, nơi trung tâm hành chính, thương mại tập trung nhiều dân cư Khu vực có nguồn nước ngầm dẫn nước từ nguồn nhỏ núi xuống Cấp nước tập trung giải pháp cấp nước tốt nhất, kiểm soát chất lượng nguồn nước đảm bảo tiêu chuẩn nước sinh hoạt Hiện khu vực trung tâm có hệ thống cấp nước sinh hoạt tập trung Công ty Cấp nước sinh hoạt Vệ sinh môi trường nông thôntỉnhKiên Giang quản lý cấp cho 200 hộ, song ngày bơm khơng đủ nguồn nước Từ phân tích, kiến nghị giải pháp cấp nước tập trung cho đảo Hòn Tre áp dụng theo mơ hình đặc trưng kết hợp mơ hình riêng biệt để tạo nguồn nước ổn định quanh năm: Kết hợp MƠ HÌNH + MƠ HÌNH + MƠ HÌNH giải pháp tạo nguồn nước cho hệ thống cấp nước; Xử lý nguồn nước theo loại khác nhau, tập trung hệ thống bể chứa nước từ cung cấp cho hộ sử dụng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 47 - 2018 KHOA HỌC Nước ngầm CƠNG NGHỆ + Giếng khơi + Giếng tia ngang thu nước Nước ngầm Nước mặt - mạch lộ núi Hệ thống xử lý: Bể lọc cát, khử trùng Giếng khoan sâu đường kính lớn Hệ thống xử lý: khử sắt, lọc cát, khử trùng Giếng - hố thu mạch lộ Hệ thống xử lý: Bể lọc cát, khử trùng Bể chứa nước tập trung Sử dụng Hình Mơ hình đề xuất cấp nước tập trung cho đảo Hòn Tre - Cấp nước phân tán: Các vùng ven khu dân cư tập trung, vùng dân cư phân tán quanh đảo nên áp dụng hình thức cấp nước phân tán hay cấp nước hộ gia đình Do khả khai thác cấp nước trạm cấp nước tập trung có giới hạn, giải pháp cấp nước phân tán cách xây dựng bể chứa lưu trữ nước mưa, giếng đào, dẫn nước từ mạch nước núi hiệu phục vụ cấp nước Trên đảo có nguồn nước chủ yếu, giá thành rẻ phù hợp với điều kiện kinh tế dân MÔ HÌNH 2: Những hộ vùng ven khu dân cư tập trung, địa hình cao, dân cư thưa để tránh bị thẩm thấu nước thải làm ô nghiễm nguồn nước sinh hoạt MƠ HÌNH 6: Sử dụng có kiểm soát quan quản lý, cung cấp nước cho cụm hộ gia định Khu vực đề xuất cấp nước ập trung quy mô nhỏ kết hợp CN phân tán Khu vực đề xuất cấp nước tập trung quy mô vừa Hình thức cấp nước phân tán quy mơ nhỏ theo cụm hộ gia đình từ3-5 hộ đề xuất cho khu vực phù hợp cho hiệu cao.Nước dẫn từ đập tạm, hố thu sườn núi xuống bể lắng, lọc vào bể chứa đến hộ sử dụng hệ thống ống dẫn giải pháp phù hợp nguồn nước ổn định chất lượng tốt Kiến nghị giải pháp cấp nước phân tán cho đảo Hòn Tre áp dụng theo mơ hình đặc trưng nêu trên: MƠ HÌNH 1: Khuyến cáo áp dụng cho tất hộ dân đảo, kể văn phòng UBND huyện Kiên Hải nơi có diện tích mái che lớn Nước mạch lộ núi Hố thu mạch lộ 9.56 Hình Khu vực đề xuất cấp nước tập trung đảo Hòn Tre f) Hình thức khai thác nguồn nước điển hình từ mạch ngầm, mạch lộ núi Về quy trình, tìm kiếm nguồn mạch ngầm, mạch lộ núi để xử lý, sau dẫn cung cấp cho hộ dân theo sơ đồ sau Hệ thống xử lý: Bể lọc cát, khử trùng Tạo hố thu nước đạt hiệu cao việc xây dựng đập dâng nhỏ để trì mực nước hố thu thường xun, khơng bị cạn Khu vực đề xuất cấp nước tập trung quy mô nhỏ kết hợp CN phân tán Bể chứa nước tập trung Sử dụng nước, tránh khí dư xâm nhập vào ống thu làm nước không tự chảy (mỗi xảy trường hợp thường khó khăn để thơng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 47 - 2018 KHOA HỌC cho nước chảy tiếp chênh lệch địa hình lớn, điều kiện lại khó khăn) Cải tiến hệ thống thu nước ống lọc chuyên dụng uPVC để tăng khả thu nước theo yêu cầu tránh Ng uo àn nư ùc đ CÔNG NGHỆ cát, cặn bẩn lẫn vào nguồn nước thu Bổ sung bể lọc cát sau hệ thống thu nước trước đưa nước vào bể chứa để tăng chất lượng nguồn nước cung cấp cho người dân (Hình 7) Ống thu nước (ống lọc) đường kính D=60-90mm ế n Nước tràn qua đầy Ống dẫn xuống bể lọc Mặt nước Nước xuống bể lọc Lớp cát phủ Ống lọc thu nước 30cm 15-20cm 30cm 15-20cm Đập dâng đá hay gạch Ống gom nước Hình Mặt cắt dọc ngang hố thu nước từ mạch nghầm, mạch lộ nước núi [1] + Số dân dự kiến cấp nước: N = nA = 515 = 75 (dân) + Tiêu chuẩn cấp nước: phụ thuộc tiện nghi nhà ở, khả sử dụng nước, thiết bị vệ sinh nhà điều kiện kinh tế người dân địa phương, dự kiến tiêu chuẩn cấp nước là: q = 100 (lít/người/ngày đêm) (2)Tính tốn nhu cầu dùng nước Hình Mơ hình cấp nước từ mạch ngầm, mạch lộ núi [1] Nước từ bể chứa cấp tự chảy (lợi dụng chênh cao địa hình, tồn hệ thống thiết kế xây dựng hoạt động theo chế độ tự chảy) đến hộ dân theo tuyến đường ống cung cấp Các hộ có cao độ địa hình sử dụng chung đường ống cung cấp, điều làm trách làm tụt áp hộ cao toàn hệ thống sử dụng chung đường ống cấp Tính tốn thiết kế xây dựng cho mơ hình điển hình: Lượng nước sinh hoạt ngày tính tốn trung bình năm xác định theo cơng thức Số (3-1), trang 11 TCXDVN 33:2006 Tiêu chuẩn thiết kế cấp nước, phần Tiêu chuẩn hệ số dùng nước khơng điều hòa [3]: Qngtb qNf 100 75 100 % =7,5 (m3/ngđ) 1000 1000 Trong đó: q – tiêu chuẩn nước sinh hoạt cho người ngày đêm (l/ng/ngđ); N – số dân dự kiến cấp nước, N = 75 (dân) f – tỉ lệ cấp, f = 100% (1)Nhiệm vụ cấp nước tiêu chuẩn dùng nước Lượng nước tính tốn cho ngày dùng nước lớn nhỏ tính theo cơng thức: + Tạo nguồn, trữ cấp nước sinh hoạt cho cụm dân cư A = 15 hộ đảo; Qngmax = Kngmax Qngtb + Số dân bình quân hộ: n = (dân/hộ); Với hệ số khơng điều hòa ngày chọn Qngmin = Kngmin Qngtb TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 47 - 2018 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Kngmax = 1,2 Kngmin = 0,9 tính lượng nước tính tốn lớn nhỏ sau: + Hình thức bể: bể chứa nước kết cấu BTCT Qngmax = 1,2 7,5 = (m3/ngđ) + Cao trình đáy bể ≈ 40m Qngmin = 0,9 7,5 = 6,75 (m3/ngđ) Bể lọc chậm (lọc cát) Lựa chọn quy mô cấp nước thiết kế cho cụm dân cư 15 hộ: + Thời gian lọc ngày: t = 24 (h); Công suất cấp nước lớn ngày đêm: Q = (m3/ngđ) Lưu lượng lớn trung bình thiết kế: Q q 0,375 (m3/h) 24 + Công suất hữu ích bể lọc: Q = 0,25 (m3/h); + Tốc độ lọc: v = 0,15 (m/h); + Diện F tích lọc cần thiết: Q 0,25 1,7 (m2); v 0,15 (3)Tính tốn thơng số thiết kế cơng trình + Số lượng bể lọc: n = (bể); Bể chứa nước + Tiết diện ngang bể lọc chọn: BL = 12 = (m2) đảm bảo yêu cầu; Lựa chọn dung tích bể chứa nước đảm bảo chứa đủ nước cấp ngày đêm nguồn nước từ mạch ngầm bị kiệt, dự trù cho bốc hơi, ngồi thu thêm nước từ nguồn khác (như từ nước mưa) + Dung tích bể yêu cầu: Wyc = (m ) + Chiều dày lớp lọc: h1 = 1,00 (m); + Chiều cao từ mép sàn đỡ lọc đến đáy bể: h2 = 0,25 (m); + Chiều cao lớp nước lớp vật liệu lọc: h3 = 1,5 (m); + Thiết kế bể chứa nước BTCT có kích thước BxLxH = 3,631,7 (m) kể đến chiều cao dự phòng 0,3(m) + Chiều cao dự phòng: h4 = 0,15 (m); + Dung tích cấp nước bể: Wbe = 3,631,4 = 15 (m3) đảm bảo yêu cầu dự trữ nước ngầm dự phòng thêm cho dự trữ nguồn nước mưa tổn thất Vậy thiết kế bể lọc có kích thước: BLH = 122,9 (m) + Tổng chiều cao bể lọc: H = h1 + h2 + h3 + h4 = 2,9 (m) Hình thức bể: bể lọc kết cấu BTCT Hình Mặt mặt cắt bể lọc công suất 0,25 (m3/h) 10 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 47 - 2018 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Hệ thống thu nước từ mạch ngầm núi Đường kính ống: 16mm + Cao trình đặt ống thu (có họng thu): từ 50 ÷ 100m Lưu lượng chảy vào bể tối đa: ≈12 m3/ngày đêm (có nước quanh năm) + Vật liệu ống thu nước: Ống nhựa uPVC Ngoài nguồn ống phụ chảy vào bể: + Ống thu: Ống thu kết nối dạng xương cá, bao gồm ống lọc, đường kính ống lọc 90mm; chiều dài tổng cộng ống lọc 2,6 m Có ống đường kính 10mm, lưu lượng chảy vào bể tối đa ≈ 8m3/ngày đêm (có nước quanh năm) + Chiều sâu đặt ống lọc so với mặt cát hang hay mặt vũng nước (để trì ống lọc ln ngập nước quanh năm): 0,2m Có ống đường kính 21mm, lưu lượng chảy vào bể tối đa ≈ 35m3/ngày đêm (Chỉ có nước vào mùa mưa, tháng 2, 3, đầu tháng khơng có nước) Đường ống dẫn nước từ mạch nước ngầm (bọng nước) xuống bể lọc + Lưu lượng ống dẫn nước vào bể lọc: Q = 0,25 (m3/h); + Vận tốc chảy ống dẫn nước vào bể lọc: v = 0,8 (m/s) + Đường kính (trong) ống dẫn nước vào bể lọc: 4Q v = 11 (mm) D= 0,25 0,011 (m) 3600 0,8 3,14 Đường ống dẫn nước từ bể lọc sang bể chứa nước + Lưu lượng ống dẫn nước vào bể chứa: Q = 0,375 (m3/h) + Vận tốc chảy ống dẫn lọc: v = (m/s) + Đường kính ống dẫn lọc: 4Q v = 12 (mm) D= 0,375 0,012 (m) 3600 1,0 3,14 Chọn đường kính (trong) ống dẫn nước vào bể lọc D = 16 (mm) Chọn ống HDPE chịu áp tốt bar tương đương với 80 (m) cột nước Chọn đường kính (trong) ống dẫn lọc theo cấu tạo, D = 21 (mm) Chọn loại ống uPVC có giá thành thấp (bể chứa đặt gần bể lọc) Có nguồn dẫn nước bể chứa: Đánh giá lợi ích thu qua kết xây dựng[1] Với ống dẫn nước từ nguồn núi bể chứa, chênh lệch cao độ lớn nên sử dụng ống dẫn khí nén làm ống dẫn nước chịu áp lực cao Ống có chiều dài cuộn hành trăm mét, nối dài đặt men theo khe đá đến bể chứa Nguồn thứ nhất: Chiều dài đường ống: 1.500m Đường kính ống: 21mm Lưu lượng chảy vào bể tối đa: ≈11,05 m3/ngày đêm (có nước quanh năm) Nguồn thứ hai: Chiều dài đường ống: 500m Tìm kiếm, khai thác bảo vệ nguồn nước: Mơ hình cấp nước đảo Hòn Tre sử dụng nguồn nước mạch ngầm, mạch lộ (mạch nước chảy khe tảng đá), lưu lượng dòng chảy khơng lớn ổn định quanh năm Qua thời gian theo dõi hoạt động mơ hình nhận thấy nguồn nước đủ đáp ứng cho hộ sử dụng mùa mưa mùa khơ Hiệu sử dụng mơ hình: Mơ hình xây dựng đơn giản, giá thành phù hợp đảm bảo cung cấp nước sinh hoạt đáp ứng yêu cầu người dân với chất lượng tốt Vận hành hệ thống đơn giản, phù hợp với người dân đảo Các thiết bị ống lọc, dây dẫn HDPE TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 47 - 2018 11 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ phổ biến thị trường, dễ dàng tìm kiếm để mua cần thay Kỹ thuật xây dựng mơ hình cấp nước nhân rộng cộng động theo cụm dân cư tập trung Mức độ an toàn cơng trình: Phương án cơng trình đưa phù hợp với thực trạng địa hình, địa chất đảo Hòn Tre Các giải pháp xây dựng lắp đặt theo tiêu chuẩn hành, đảm bảo cho cơng trình an toàn bền vững theo thời gian, vận hành dễ dàng có giá trị sử dụng cao Mơ hình xây dựng áp dụng vào thực tiễn Qua trình vận nghiệm đưa vào sử dụng từ năm 2014 cung cấp nước đầy đủ 100% cho người dân mùa khô mùa mưa với số hộ cấp nước thực tế 16 hộ khu tập thể, tương ướng với 130 nhân Trung bình nhân sử dụng 170 lít/người/ ngày đêm KẾT LUẬN Hòn Tre đảo gặp khó khăn nguồn nước sinh hoạt Một số nguyên nhân điều kiện thời tiết với tháng mùa khơ khơng có mưa; địa hình có độ dọc lớn với địa chất đá magma xâm nhập lớp phủ phong hoá mỏng nên khó giữ nước Do nguồn nước đảo không phong phú nên để cấp nước phục vụ dân sinh kinh tế cần áp dụng đồng thời nhiều phương pháp với nguồn nước nước mưa, nước ngầm tầng nông, nước ngầm tầng sâu, nước mạch ngầm, mạch lộ Nhân rộng mơ hình Mơ hình tác giả đề xuất triển khai xây dựng cung cấp nước cho cụm gia đình đảo hoạt động ổn định đáp ứng yêu cầu cấp nước sinh hoạt quanh năm địa phương dự kiến nhân rộng mơ hình cho khu vực khác đảo giải khó khăn cấp nước sinh hoạt cho người dân đảo giai đoạn mùa khô năm trước Điều kiện khả áp dụng giải pháp vùng có tính chất tương tự, đảo khu vực, vùng núi cao có mạch nước đủ lưu lượng khai thác Giới hạn chênh lệch độ cao theo sức chịu áp ống dẫn nước bán thị trường (thường tối đa từ 60m đến 100m) Nếu độ chênh cao q lớn cần có bể chứa trung gian để giảm áp xuất Giải pháp tạo nguồn, trữ cấp nước hướng đến xây dựng hệ thống cấp nước tập trung quy mô nhỏ theo cụm hộ gia đình Ưu tiên giải pháp khai thác nước mạch ngầm, mạch lộ núi nguồn nước thường ổn định quanh năm lưu lượng mạch nước có hạn Lưu ý cần phải xử lý khử trùng nước trước đưa vào sử dụng nước mạch lộ mang theo nhiều vi khuẩn gây bệnh TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lương Văn Thanh, Phạm Văn Tùng (2013), Nghiên cứu giải pháp tạo nguồn, trữ cấp nước phục vụ dân sinh kinh tế cho đảo Hòn Tre (Kiên Giang) Phú Quý (Bình Thuận), Đề tài Khoa học công nghệ, Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn [2] Niên giám thống kê tỉnh Kiên Giang (2014), UBND tỉnh Kiên Giang [3] Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt TCXDVN 33:2006 Cấp nước - Mạng lưới đường ống cơng trình, Bộ Xây dựng 12 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 47 - 2018 ... KHẢO [1] Lương Văn Thanh, Phạm Văn Tùng (2013), Nghiên cứu giải pháp tạo nguồn, trữ cấp nước phục vụ dân sinh kinh tế cho đảo Hòn Tre (Kiên Giang) Phú Quý (Bình Thuận), Đề tài Khoa học công nghệ,... người dân đảo không nhiều Cấp nước cho cơng nghiệp khơng có đảo khơng có nhà máy, xí nghiệp Vì vậy, mơ hình cấp nước cho đảo Hòn Tre tập trung đến cấp nước sinh hoạt người dân phần nhỏ cho dịch vụ. .. để lưu trữ nước Suối đảo hình thành có nước vào mùa mưa mùa khơ khơng có dòng chảy Nguồn nước để cung cấp cho dân đảo Hòn Tre khan nước suối đảo ngày diện tích rừng suy giảm, nước mưa trữ lại