a) Đảm bảo cấp nước theo khối lượng:
- Do vùng nghiên cứu được cấu tạo là đá vôi, đá bị dập vỡ nhiều do tác động của các hoạt động kiến tạo trẻ, nên nhiều đới dập vỡ và các hang karst xuất hiện, nhưng nguồn nước karst trong vùng không lớn về quy mô, cần có giải pháp thu nước thường xuyên và tích nước chứa vào bể để người dân sử dụng.
Hình 5.1. Mạch lộ nước karst, xã Sủng Là
b) Đảm bảo phân phối nước theo đặc điểm phân bố dân cư:
Do tập quán của người đồng bào, dân cư phân bố chủ yếu trên cao, Dân cư sống không tập trung, do vậy cần có giải pháp khai thác và phân phối nước hợp lý.
c) Đảm bảo cung cấp nước sạch
- Do các mô hình khai thác nước trước đây không đảm bảo nước sạch, nên cần có giải pháp công nghệ khai thác nước sạch.
- Đảm bảo lúc nào cũng có nước cho người dân sử dụng.
5.2. Đề xuất mô hình, giải pháp công nghệ khai thác nguồn nƣớc karst và cung cấp nƣớc sạch cho sinh hoạt
5.2.1 Mô hình thu gom, khai thác nguồn nước karst mạch lộ dựa vào công nghệ tự động nghệ tự động
Ngoài các mô hình, giải pháp khai thác nguồn nước karst truyền thống ở trên. Học viên đề xuất mô hình, giải pháp công nghệ mới để khai thác nguồn nước karst ở KVNC như sau:
a) Nguyên lý của mô hình công nghệ khai thác và thu gom bằng công nghệ tự động:
Dùng hệ thống bơm tự động (bơm cố định với hệ thống pin năng lượng mặt trời cung cấp năng lượng cho máy bơm hoạt động), thu gom nguồn nước karst từ các mạch lộ, bơm đẩy lên bể chứa kín, thông qua hệ thống công nghệ lọc ozon diệt khuẩn và cho tự chảy đến các hộ dân sử dụng. (Sơ đồ hình 4.2)
Hình 5.2. Mô hình thu gom, khai thác nguồn nước karst mạch lộ bằng bơm, sử dụng năng lượng mặt trời
b) Đặc tính của mô hình: - Xây dựng đơn giản.
- Chi phí xây dựng, vâ ̣n hành thấp.
- Thời điểm khai thác thường xuyên trong năm.
- Trữ lượng khai thác nước đáp ứng nhu cầu sử dụng của người dân.
- Chất lượng nước đảm bảo vệ sinh dùng cho ăn uống, sinh hoạt, chăn nuôi của người dân.
- Dễ dàng vâ ̣n hành mô hình.
- Nhiều bản ở vùng cao ở xa nguồn điện, không có điện hoặc nhiều mạch nước karst xuất lộ ở xa nguồn điện nên dùng giải pháp bơm năng lượng mặt trời là hợp lý.
- Thu gom các ma ̣ch lô ̣ nước karst la ̣i để khai thác.
- Giải pháp thiết kế tầng lọc ngược để đảm bảo vệ sinh. Ở Việt Nam đã có giải pháp thiết kế này nhưng chưa được áp dụng cho người dân ở vùng cao.
- Dùng giải pháp bơm năng lượng mặt trời s ẽ tiết kiệm chi phí, hiện nay ở Việt Nam chưa có nơi nào áp dụng (hình 4.3).
- Cải tiến mô hình quản lý.
Hình 5.3. Mô hình bơm tích hợp với pin mặt trời
c) Giải pháp thiết kế tầng lọc ngược để thu gom nguồn nước karst từ mạch lộ:
5.2.2. Giải pháp khai thác nước karst bằng thu gom nước karst từ giếng khoan khoan
Hình 5.5. Mô hình khai thác nguồn nước karst từ giếng khoan bằng bơm năng lượng mặt trời
Hình 5.7. Hình ảnh bản vẽ thiết kế trạm bơm khai thác nước karst từ giếng khoan
5.2.3. Công nghệ xử lý nước sạch
Nguồn nước được bơm trực tiếp từ giếng khoan và từ các mạch lộ đều bị ô nhiễm, do đó cần tích hợp công nghệ lọc nước đảm bảo sạch theo yêu cầu của mô hình.
Trên cơ sở đánh giá về chất lượng nước, và thành phần nước cho thấy hàm lượng kim loại nặng là không đáng kể, tuy nhiên ô nhiễm chất hữu cơ và vi khuẩn là đáng kể. Chính vì vậy học viên lựa chọn giải pháp lọc bằng cách sử dụng ôzôn. Công nghệ cụ thể như sau:
- Nước ngầm từ giếng khoan, hoặc từ các mạch lộ được bơm chìm bơm lên bể chứa và buồng sục Oxy hoá.
- Tại buồng sục Oxy hoá, Sắt hoá trị II được chuyển hoá thành sắt hoá trị III kết tủa. Mn sẽ được chuyển hoá thành MnO2 kết tủa.
- Sau đó nước được chứa ở bộ phận trộn lỏng và oxygen.
- Tiếp đó nước sẽ được bơm hoặc tự chảy từ bể trung gian vào hệ thống lọc cấp 1 để loại bỏ kết tủa sắt, hydro sufulde và các cặn không tan.
- Tiếp theo nước sẽ được trộn ozone được tạo ra từ hệ thống HOPS để khử hoàn toàn Fe và Mn.
- Nước sau khi qua hệ thống lọc, diệt khuẩn của HOPS sẽ đạt chuẩn QCVN 02-2009/BYT và được chứa tại bể chứa nước sạch. Và được bơm cấp đi cho người sử dụng.
Mô hình công nghệ lọc nước karst được sử dụng dẫn ra tại hình 4.8.
Hình 5.8. Công nghệ lọc nước sinh hoạt cho vùng nước karst theo công nghệ ozon
5.3. Các giải pháp tổng thể, ổn định nguồn nƣớc sạch cho KVNC
Do khu vực nghiên cứu là vùng cao , khan hiếm nước nên ngoài hai giải pháp trên vẫn cần giải pháp tổng thể để có đủ nước cho người dân sử dụng vào mùa khô, các giải pháp tổng thể là:
- Chính quyền địa phương cần xem xét, tìm vị trí các hệ thống đứt gẫy, hang động karst có nước chạy qua địa bàn xã để tiến hành khoan khai thác nguồn nước karst ngầm cấp cho người dân.
- Những khu vực, vị trí nằm trong đới dập vỡ, phong hóa của đá vôi có nước, người dân cần tiến hành đào giếng để khai thác nguồn nước này.
- Tiếp tục khai thác các nguồn nước karst mạch lộ đã có và tìm kiếm các nguồn mạch lộ mới.
- Tiếp tục khai thác nguồn nước karst trong hang ngầm đã có trong xã. - Tiếp tục tiến hành xây dựng các hồ Treo để lưu trữ nước.
- Tiếp tục tiến hành khai thác nguồn nước ở các khe suối trong địa bàn xã. - Ngoài các giải pháp trên, mỗi hộ dân trong xã nên xây dựng thêm giải pháp hứng nước mưa từ mái nhà, chứa vào bể, lu kín để dùng trong mùa khô.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận
+) Luận văn đã đánh giá được thực trạng khan hiếm nước, đặc điểm tự nhiên, kỹ thuật, kinh tế - xã hội và phân chia các dạng đặc thù khan hiếm nước phục vụ xây dựng các dạng mô hình tương ứng cho khu vực vùng cao của huyện Đồng Văn cụ thể là:
- Khu vực nghiên cứu là vùng nắng nóng, khô hạn và rất khan hiếm nguồn nước, đặc biệt vào mùa khô. Khan hiếm nước đã diễn ra từ lâu và nguồn nước ngày càng cạn kiệt. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu diễn biến khó lường và hạn hán ngày càng khắc nghiệt đã làm cho thiếu nước trở thành vấn đề căng thẳng và nghiêm trọng của các xã trên. Thiếu nước sinh hoạt làm đời sống nhân dân đảo lộn, ảnh hưởng đến sức khỏe và vấn đề phát triển du lịch chung của vùng biên giới địa đầu tổ quốc.
- Hiện nay người dân địa phương phải đi xa hàng kilomet, hứng từng can nước sạch tại hang karst mang về. Thậm chí họ phải vào sâu 5-6 cây số hứng nước rồi gùi can nhựa 20 lít về nhà. Tại những điểm xuất lộ nước từ vách núi, có thời điểm gần 50 người cùng tập trung và chen chúc để hứng nước.
- Hiện KVNC đã được nhà nước đầu tư XD một số công trình cấp nước nhưng tính hiệu quả của các công trình này rất hạn chế và nay đã bị hư hỏng, xuống cấp nặng, đặc biệt chất lượng nước không đạt yếu cầu cho sinh hoạt.
+) Luận văn đã đưa ra được mô hình tạo nguồn cung và phương pháp cấp nước sinh hoạt sạch, phù hợp với điều kiện tự nhiên – xã hội của địa phương trên cơ sở công nghệ bơm và thu gom nước tự động sử dụng pin mặt trời và xử lý nước sạch bằng công nghệ ozon.
Với nhu cầu nước như hiện nay và trong tương lai đòi hỏi một mô hình khai thác nước mới, đó chính là mô hình công nghệ tích hợp cơ – điện tử tự động, chủ động về năng lượng và điều tiết nguồn nước bơm thông qua điểu kiển, đặc biệt có hệ thống lọc cũng được điều khiển tự động thông qua sử dụng năng
lượng mặt trời tại các khu vực bể cấp nước sau khi đã lọc được trình bày nêu trên.
Ưu điểm của mô hình công nghệ: giải quyết được hiện trạng khan hiếm nước, có khả năng thu gom trong điều kiện nguồn nước không dồi dào về khối lượng và không thường xuyên theo mùa.
+) Các mô hình của luận văn có khả năng nhân rộng, áp dụng rộng rãi tại các vùng cao trên toàn quốc.
2. Kiến nghị
Qua nghiên cứu các mô hình, giải pháp khai thác nguồn nước karst trong KVNC và trong bối cảnh biến đổi khí hậu hiện nay. Để cấp nước sinh hoạt cho cộng đồng dân cư KVNC hiệu quả, bền vững, học viên có một số kiến nghị như sau:
+ Người dân trong khu vực nghiên cứu cần tiết kiệm sử dụng nước, trong mùa mưa cố gắng tích trữ nước để dùng cho mùa khô.
+ Người dân và chính quyền địa phương trong khu vực nghiên cứu cần xây dựng nhiều hồ treo để lưu giữ nước mưa phục vụ cho trồng trọt vào mùa khô.
+ Riêng về nước ăn uống, sinh hoạt và chăn nuôi, người dân và chính quyền địa phương cần thực hiện các mô hình, giải pháp công nghệ sau:
- Xây dựng những bể chứa và hồ treo ngầm, kín để chứa nước sẽ tránh được hiện tượng bọ gậy, rong rêu xanh, đen xuất hiện trong hồ treo, bể chứa.
- Cần có giải pháp thiết kế các hệ thống lọc ngược ở xung quanh sườn đồi phía trên các hồ treo, bể chứa để lọc nguồn nước chảy vào hồ treo, bể chứa. Tránh hiện tượng bùn, đất, lá cây, xác động thực vật chảy theo dòng nước mưa vào hồ gây bẩn, ô nhiễm.
- Cần khoanh ranh giới bảo vệ khu vực sinh thủy để lấy nước, cấm mọi người dân sinh sống và canh tác ở khu vực này để tránh hiện tượng các chất xả thải của con người, các chất diệt cỏ Dioxin chảy, ngấm xuống hồ treo, bể chứa gây ô nhiễm, nhiễm độc.
+) Những vị trí có tiềm năng về nguồn nước karst ngầm, chính quyền địa phương cần tiến hành khoan khai thác nguồn nước này để cấp nước ăn uống, sinh hoạt, chăn nuôi cho dân.
+) Ngoài các giải pháp trên, mỗi hộ dân trong khu vực nghiên cứu nên xây dựng thêm giải pháp hứng nước mưa từ mái nhà, chứa vào bể, lu kín để dùng trong mùa khô.
+) Người dân và chính quyền địa phương cần tiến hành kiểm tra thường xuyên chất lượng nước tại các mô hình, giải pháp đang khai thác.
+) Cần bàn giao các công trình khai thác nguồn nước cho chính quyền xã, hoặc các đoàn thể trong xã đứng ra quản lý, vận hành, bảo vệ và thu phí dùng nước từ người dân, sau đó lấy số tiền phí này để sửa chữa, bảo dưỡng hệ thống cấp nước và chi trả cho cán bộ quản lý, vận hành.
+) Xây dựng các nội quy, tuyên truyền người dân có trách nhiệm bảo vệ nguồn nước tại: nguồn cấp, công trình khai thác và hệ thống phân phối nước.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bộ Tài nguyên và Môi trường (1995), Tiêu chuẩn Việt Nam về Chất lượng nước – Tiêu chuẩn chất lượng nước ngầm TCVN 5944-1995
2. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2008), Chương trình mục tiêu Quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu, Triển khai thực hiện Nghị quyết số 60/2007/NQ-CP ngày 03 tháng 12 năm 2007 của Chính Phủ.
3. Nguyễn Văn Lâm (2010), Báo cáo Đề tài Khoa học Công nghệ trọng điểm cấp nhà nước “Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ phương pháp đánh giá và sử dụng hợp lý tài nguyên nuớc ngầm ở vùng karst Đông Bắc Việt Nam”.
4. Liên đoàn ĐCTV- ĐCCT Miền Bắc (2007), Điều tra, đánh giá nước dưới đất ở một số vùng trọng điểm thuộc bẩy tỉnh đặc biệt khó khăn miền núi phía Bắc - Tỉnh Hà Giang.
5. Nguyễn Đức Ngữ (2010), Biến đổi khí hậu - Thực trạng, thách thức, giải pháp.
6. Đặng Đình Phúc (1997), Định hướng phát triển, quản lý và bảo vệ tài nguyên nước dưới đất ở Việt Nam, Báo cáo tại Hội thảo Quốc Gia - Nước dưới đất phục vụ chương trình nước sạch và vệ sinh môi trường, Hà Nội.
7. Trung tâm Quy hoạch và Điều tra tài nguyên Quốc Gia (2015), Báo cáo Chương trình “Điều tra, tìm kiếm nguồn nước dưới đất để cung cấp nước sinh hoạt ở các vùng núi cao, vùng khan hiếm nước”.
8. Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam (2015), Báo cáo Đề tài ĐTĐ.CN.61/15 “Nghiên cứu đề xuất các mô hình, giải pháp công nghệ khai thác và bảo vệ phát triển bền vững nguồn nước Karst phục vụ cấp nước sinh hoạt tại các vùng núi cao, khan hiếm nước khu vực Bắc Bộ”.
9. Viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản (2005), Phát triển bền vững các vùng đá vôi ở Việt Nam, Báo cáo tại Hội nghị Quốc tế Liên ngành về Phát triển và Bảo tồn các vùng đá.