Khu quy hoạch
Diện tích
(km2)
Năm 2011 Quy hoạch tới 2020
Dân số (người) Mật độ (người/km2) Dân số (người) Mật độ (người/km2) Khu trung tâm số 1 (phía
Bắc đường Hồng Văn Thụ)
2,76 18.768 6.800 23.000 8.333
Khu trung tâm số 2 (phía Nam đường Dương Tự Minh)
1,3 8.060 6.200 10.000 7.692
Khu trung tâm số 3 (Phường Phan Đình Phùng)
2,42 12.342 5.100 15.000 6.198
Khu trung tâm phía Đơng thành phố (phía Đơng đường CMT8)
2 10.640 5.320 13.000 6.500
Rồng
Khu dân cư phường Phan Đình Phùng (Hồ điều hịa phía Bắc)
1,4 7.840 5.600 10.000 7.143
Tổng 10,5 60.688 76.000
(Nguồn: Sở Xây dựng Thái Nguyên, năm 2011)
Như vậy giữa số liệu tính tốn dân số theo các quy hoạch chi tiết và dân số tính tốn trên số liệu thống kê của Ban dân số kế hoạch hóa gia đình có những điểm tương đồng, tổng dân số của khu vực nghiên cứu ước tính đến năm 2020 dao động trong khoảng 76.000 đến 77.000 người.
b/. Gia tăng nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư
Theo số liệu thống kê (khơng chính thức) của Nhà máy nước Túc Duyên – Công ty nước sạch Thái Nguyên, nhu cầu cấp nước trung bình hiện nay tại khu vực nghiên cứu là khoảng 65 – 70 lít/người.ngày. Dự kiến, đến năm 2020 nhu cầu cấp nước là khoảng 150 lít/người.ngày.
Như vậy, đến năm 2020, lượng nước thải sinh hoạt lớn nhất phát sinh từ các khu dân cư trong khu vực nghiên cứu là khoảng 11.400 – 11.550 m3/ngày.
3.2.2.1. Các quá trình phát triển khác của thành phố Thái Nguyên đến năm 2020
Trong những năm qua, thành phố Thái Nguyên đã phát triển và thay đổi toàn diện, đặc biệt là hạ tầng giao thơng, cùng với nó các quy hoạch chi tiết khu dân cư, khu đô thị mới cũng đang được triển khai. Liên quan đến khu vực nghiên cứu, một số vấn đề chính cần quan tâm như sau:
- Trong những năm tới, khơng có các nhà máy xí nghiệp nào được quy hoạch vào khu vực nghiên cứu (đồng nghĩa là khơng có thêm nước thải cơng nghiệp);
- Hầu hết các hộ dân phân bố tập trung bán theo các trục đường chính;
- Nhiều tuyến đường đã và đang được mở rộng nâng cấp, song song với nó là các hạ tầng kỹ thuật như thoát nước và cấp nước cũng được cải tạo, nâng cấp hoặc
xây mới hoàn toàn. Hầu hết các tuyến đường chính trong thành phố, các tuyến mương thoát nước đã được lấp đầy;
- Một số khu dân cư đang được triển khai xây dựng. Trong các khu dân cư mới, đã và đang xây dựng các hệ thống thoát nước cục bộ;
- Tại các khu vực đường chính, người dân tự xây dựng nhà cửa không theo quy hoạch và lấp mất các dòng chảy tự nhiên mà theo quy hoạch, chúng được coi là những đường thốt nước chính của thành phố.
3.3. Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả thu gom và xử lý nƣớc thải đơ thị cho khu vực phía Bắc thành phố Thái Nguyên
3.3.1. Những thuận lợi và khó khăn trong việc thu gom nước thải đô thị tại khu vực nghiên cứu khu vực nghiên cứu
a/. Khó khăn
- Thành phố Thái Nguyên chưa hình thành được các khu đơ thị có quy hoạch hồn chỉnh. Nhiều hộ dân xả nước thải tùy tiện vào bất cứ điểm nào có thể, do đó, rất khó thu gom toàn bộ nước thải phát sinh về trạm xử lý.
- Địa hình khu vực khơng bằng phẳng, có sự thay đổi lớn giữa các vùng. Nhiều khu vực nhà dân thấp hơn đường, khó có thể thu nước tự chảy mà cần phải lắp đặt bơm thoát nước thải. Đặc biệt là các khu dân cư sinh sống phía trong các trục đường chính có địa hình nhà thấp hơn đường khá nhiều, dân cư lại sống không tập trung trong một ngõ (khoảng 15 đến 20 hộ). Vì vậy, rất khó khăn và tốn kém để có thể thu gom tồn bộ nước thải từ các hộ dân này.
- Dân cư chủ yếu phân bố dọc theo các tuyến chính dẫn đến tuyến cống chính dài, khả năng vận chuyển nước kém, độ sâu chơn cống tăng nên có khả năng phải đặt bơm ở một số điểm.
b/. Thuận lợi
- Tại các khu mới xây dựng, nhà cửa và hệ thống thoát nước mưa được xây dựng tương đối sát với quy hoạch, do đó có thể xác định được các điểm xả để có thể kết nối chúng với hệ thống cống chính sẽ xây dựng sau này.
- Thành phố chưa có nhiều khu dân cư lớn. Hầu hết các khu này mới ở giai đoạn quy hoạch, do đó có thể dễ dàng kết nối với hệ thống thốt nước thải chính.
3.3.2. Mục tiêu cần đạt khi đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả thu gom và xử lý nước thải khu phía Bắc thành phố Thái Nguyên xử lý nước thải khu phía Bắc thành phố Thái Nguyên
Việc đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả thu gom và xử lý nước thải khu vực phía Bắc thành phố Thái Nguyên cần dựa trên các mục tiêu cơ bản sau:
- Tận dụng lại tồn bộ hệ thống mương cống (cịn sử dụng được) hiện tại của thành phố;
- Khắc phục tình trạng ngập úng cục bộ tại một số địa điểm trên địa bàn khi mưa lớn (04 vùng ngập úng đã thống kê ở trên);
- Thu gom nước thải (có nồng độ ơ nhiễm cao) để đưa về hệ thống xử lý nước thải tập trung.
- Các giải pháp thu gom và xử lý nước thải được đề xuất định hướng trong giai đoạn từ nay đến năm 2020.
3.3.3. Đề xuất các phương án thu gom và xử lý nước thải cho khu vực nghiên cứu nghiên cứu
Trên cơ sở mục tiêu cần đạt được, các phương án được đề xuất là:
Phƣơng án 1: Thu gom bằng hệ thống thốt nước chung
Tồn bộ nước thải phát sinh trong khu vực (bao gồm cả nước thải sinh hoạt và nước mưa) sẽ được thu gom bằng hệ thống mương rãnh hiện tại và hệ thống mương rãnh mới, sau đó đưa về trạm xử lý nước thải tập trung để xử lý bằng phương pháp hóa lý kết hợp xử lý sinh học.
Trên mạng lưới thu gom có bố trí hệ thống các trạm bơm nâng, đẩy nước thải hoặc bố trí các hồ điều hịa (nhằm điều tiết nước và giảm áp lực về công suất cho các trạm bơm).
* Ưu điểm:
- Toàn bộ nước thải phát sinh (nước thải sinh hoạt và nước mưa chảy tràn) trên khu vực đều được thu gom và xử lý, đảm bảo tốt nhất về điều kiện vệ sinh môi trường.
- Chỉ cần xây dựng một hệ thống thu gom (vì thu gom chung).
* Nhược điểm
- Với phương án này thì gần như toàn bộ hệ thống mương rãnh thoát nước hiện tại của thành phố khơng thể tận dụng lại được (vì đã q tải). Nếu muốn tận dụng thì phải xây dựng rất nhiều các trạm bơm nâng và đẩy nước thải, gây tốn kém về tài chính.
- Khu vực nghiên cứu có dân số không quá đông, lượng nước thải sinh hoạt hàng ngày phát sinh không quá nhiều nên trong tổng lượng nước thu gom để xử lý thì nước mưa chiếm phần nhiều, gây áp lực trong việc tính tốn cơng suất của trạm xử lý nước thải tập trung.
Phƣơng án 2: Thu gom bằng hệ thống thoát nước riêng
Với phương án này thì nước thải sinh hoạt sẽ được thu gom bằng hệ thống các đường ống (xây mới, vì hiện tại thành phố chưa có), sau đó đưa về trạm xử lý nước thải tập trung để xử lý trước khi thải ra mơi trường.
Tồn bộ lượng nước mưa phát sinh trên khu vực sẽ được thu gom bằng hệ thống mương cống hiện tại và một phần nâng cấp, xây mới, sau đó xả thẳng ra sơng Cầu.
* Ưu điểm
- Chỉ phải xử lý nước thải sinh hoạt nên giảm áp lực trong việc xây dựng trạm xử lý nước thải tập trung;
- Tận dụng lại được toàn bộ hệ thống mương hiện tại để thu gom nước mưa (lúc này chỉ dùng để gom nước mưa nên chỉ cần cải tạo lại là có thể đạt u cầu thốt nước).
* Nhược điểm
- Không thu gom và xử lý được nước mưa, đặc biệt nước mưa đợt đầu (khoảng 15 phút đầu) tại các đơ thị có thành phần các chất ô nhiễm khá lớn.
- Phải xây dựng và quản lý vận hành song song hai hệ thống thu gom (nước thải và nước mưa).
Với phương án này, toàn bộ lượng nước thải sinh hoạt và một phần nước mưa đợt đầu (khoảng 15 đến 20 phút đầu) sẽ được thu gom về trạm xử lý nước thải tập trung để xử lý trước khi xả ra môi trường.
Nước thải sinh hoạt và nước mưa sẽ được thu gom vào các hố ga tách (giếng tách nước) sau đó được bơm về trạm xử lý nước thải tập trung.
Khi trời không mưa, các hố ga tách có cơng dụng đưa đưa nước thải về mạng thu gom nước thải cấp một, sau đó đưa về trạm xử lý tập trung.
Khi trời mưa, các hố ga tách này cho phép hạn chế lưu lượng nước mưa và nước thải vào trong mạng thu gom nước thải cấp một. Lưu lượng xử lý của trạm xử lý cũng sẽ được hạn chế bởi công suất trạm bơm.
* Ưu điểm
- Xử lý được cả nước thải và nước mưa đợt đầu, đảm bảo tương đối tốt về điều kiện vệ sinh môi trường;
- Các cống hộp hiện trạng được tận dụng;
- Không cần thiết kết nối nhà dân nếu nhà dân đã được kết nối vào các mương đã có (vì đã sẵn có điểm nối);
- Giá thành xây dựng và mua sắm các thiết bị đường ống sẽ được giảm.
* Nhược điểm
+ Cần thiết bảo dưỡng đều đặn tại các hố ga thu nước thải để chống tắc;
+ Lượng nước thải trong mạng lưới dựa vào hiện trạng, do đó khơng chắc chắn được con số nhà dân đã được kết nối. Tuy nhiên, nếu công suất của trạm xử lý nước thải được tính tốn cho số dân lớn nhất thì sẽ đảm bảo xử lý được toàn bộ lượng nước thải phát sinh.
Trên cơ sở phân tích, đánh giá các phương án nêu trên, chúng tôi lựa chọn
Phương án 3 để thu gom và xử lý nước thải cho khu vực phía Bắc thành phố Thái
Nguyên.
3.4. Thiết kế mạng lƣới thu gom và xử lý nƣớc thải khu vực phía Bắc thành phố Thái Nguyên theo phƣơng án lựa chọn
a/. Khu vực gần bệnh viện đa khoa trung ương Thái Nguyên (đường Lương Ngọc Quyến)
Phương án chống ngập úng tại khu vực này được đề xuất như sau: - Nạo vét thường xuyên tuyến cống hai bên đường;
- Khả năng thoát nước của khu vựa này phụ thuộc chủ yếu vào con suối nhỏ (nhánh của suối Xương Rồng) cạnh đó vì vậy để chống ngập úng cần phải xây dựng thêm kênh thốt nước từ vị trí cống hiện tại (D1000) đến thẳng suối Xương Rồng, đoạn này ước tính dài khoảng 500m. Đồng thời cải tạo lại hai tuyến thốt nước D1000 dưới lịng đường và dọc tuyến bố trí thêm các cửa thu nước, khoảng 25m bố trí một cửa chạy dọc theo đường từ ngã tư giao nhau với đường Hoàng Văn Thụ đến đoạn cống thứ 2 để tăng cường nhanh khả năng thoát nước.
b/. Khu vực ngập úng gần ngã ba Mỏ Bạch (đường Lương Ngọc Quyến)
- Nạo vét thường xuyên tuyến cống hai bên đường;
- Bổ sung thêm tuyến thoát nước mưa xả ra phía suối trên đường Dương Tự Minh (gần ngã ba Mỏ Bạch), kết hợp xây dựng thêm một trạm bơm nước mưa (do đoạn này nước chảy ngược địa hình);
- Khơi thơng lịng suối tiếp nhận nước hoặc giải tỏa các đoạn suối bị nhà dân thu hẹp dòng chảy.
c/. Khu vực ngập úng trên đường Hoàng Văn Thụ (gần đường Minh Cầu)
- Nạo vét thường xuyên tuyến cống hai bên đường;
- Xây dựng tiếp kênh dẫn nước mưa tới suối Xương Rồng (để phân chia lưu lượng nước mưa chảy vào mạng lưới hiện trạng);
- Bổ sung thêm các hố thu nước mưa (các hố thu này có vai trị như điểm điều hòa lưu lượng, giảm áp lực cho tuyến mương thoát);
- Thiết kế bổ sung tuyến thoát nước thẳng ra sơng Cầu, cách đó khoảng 700m.
d/. Khu vực ngập úng trên đường Bến Oánh
- Nạo vét thường xuyên tuyến cống hai bên đường;
- Bổ sung thêm các hố thu nước mưa (các hố thu này có vai trị như điểm điều hịa lưu lượng, giảm áp lực cho tuyến mương thốt).
Trên đây chỉ là các giải pháp định tính trên cơ sở các thơng tin thu thập được tại hiện trường, để có thể tận dụng được tối đa các tuyến cống hiện có và giải quyết triệt để 4 khu vực ngập úng trọng điểm của thành phố cần phải có các tính tốn, kiểm tra thủy lực của các tuyến cống thốt nước (Phần này được tính tốn tại Mục 3.4.4).
3.4.2. Giải pháp thu gom nước thải theo từng tuyến đường cụ thể
Trên cơ sở những đặc trưng của từng khu vực, chúng tôi đề xuất một số sơ đồ thu gom nước thải như sau:
* Sơ đồ thu nƣớc trƣớc nhà - Kiểu K1
Sơ đồ này áp dụng cho khu vực nhà cao hơn đường, đặt tuyến cống gom trước nhà tập trung vào hố ga rồi thu vào tuyến cống nhánh hoặc tuyến cống chính trước nhà.
Hình 3.1. Sơ đồ thu gom nƣớc trƣớc nhà – Kiểu K1
* Sơ đồ thu nƣớc sau nhà - Kiểu K2
Sơ đồ này áp dụng cho các khu vực hiện đang xả ra sau nhà, đặt tuyến cống gom sau nhà tập trung nước thải vào hố ga cho tự chảy vào tuyến cống nhánh hoặc tuyến chính phía trước nhà.
Hộ dân
Miệng cống
Cống chính Ống thu
Hình 3.2. Sơ đồ thu gom nƣớc sau nhà – Kiểu K2 * Sơ đồ thu nƣớc thải sau nhà có bơm – Kiểu K3
Sơ đồ này áp dụng cho những khu nhà thấp hơn đường, nước thải xả ra sau nhà được thu gom vào hố ga tập trung sau đó được bơm vào hệ thống cống thốt chính.
Hình 3.3. Sơ đồ thu nƣớc thải sau nhà có bơm – Kiểu K3 * Sơ đồ thu nƣớc thải với ga tách - Kiểu K4
Sơ đồ này áp dụng cho những nơi dọc các tuyến đường đã có các tuyến thu nước chung; sẽ không đặt cống thu gom mà sử dụng các ga tràn để tách nước
Hố ga ĐƯỜNG Cống chính Hộ dân Miệng cống Cống thu Ống thốt nước Ốn g th u Hố ga ĐƯỜNG Cống chính Hộ dân Bơm hút Cống thu Ống thoát nước
mưa/nước thải. Kiểu thu gom này chỉ hạn chế áp dụng khi khơng có chỗ đặt cống thu gom.
Hình 3.4. Sơ đồ thu nƣớc thải với ga tách - Kiểu K4
Phương án thu gom nước thải theo từng tuyến đường cụ thể như sau:
Đường Dương Tự Minh
Đoạn đường từ Đê Mỏ Bạch đến ngã ba cắt với đường Lương Ngọc Quyến địa hình khá bằng phẳng, mặt đường nhựa rộng khoảng 10 đến 15 m, vỉa hè rộng từ 6 đến 8 m bằng bê tông, nhà cao hơn mặt đường.
Đánh giá khả năng thu nước: Phía bên trái đường (đi từ đê Mỏ Bạch đến ngã ba) các hộ thải nước ra phía sau, sau đó chảy xuống suối khơng thể thu gom nước thải. Phía bên phải đường (đi từ đê Mỏ Bạch đến ngã ba) nước thải ra phía trước (kiểu K1). Có thể đặt tuyến cống gom và tuyến cống chính trên vỉa hè để thu nước thải.
Đoạn rừ ngã ba cắt với đường Lương Ngọc Quyến đến đường tròn trung tâm, địa hình khá mấp mơ. Mặt đường nhựa rộng 10 đến 12 m, vỉa hè bê tông chỗ hẹp nhất khoảng 3 – 5m, chỗ rộng khoảng 5 – 7m. Bên trái đường theo hướng đi dân cư ở cao hơn đường nhưng nước thải xuống sông (sông Cầu nằm ở phía sau) nên không thể thu gom nước thải. Bên phải đường, đoạn đầu theo hướng đi nhà cao hơn
Cống thải Cống thốt nước Cống chính Ống thốt nước Hộ dân Hố ga chảy tràn Rãnh thoát chung ĐƯỜNG
đường, nước thải ra phía trước nên có thể thu gom theo kiểu K1. Đoạn đường từ trường Đảng trở đi dân cư thải nước ra phía sau là chính nên có thể thu gom theo kiểu K2.
Đường Lương Ngọc Quyến
Mặt đường nhựa rộng khoảng 30 m, địa hình mấp mơ nhưng hơi dốc về phía đường Hồng Văn Thụ, vỉa hè bê tông rộng khoảng 6-8m. Đường này đã xây dựng