2.4.1 Hệ thống thoát nước đô thị
Tổ hợp các thiết bị, công trình kỹ thuật, mạng lưới thoát nước và các phương tiện để thu gom nước từ nơi phát sinh, dẫn, vận chuyển đến các công trình xử lý, khử trùng và xả nước ra nguồn tiếp nhận
Hệ thống thoát nước đô thị bao gồm hệ thống thoát nước thải và hệ thống thoát nước mưa.
Lựa chọn hệ thống thoát nước đô thị (chung, riêng hoàn toàn, nửa riêng, riêng không hoàn chỉnh, hệ thống thoát nước hỗn hợp, hệ thống thoát nước đơn giản hay giản lược, hệ thống thoát nước đã lắng cặn, hệ thống thoát nước chân không) phải căn cứ vào điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và môi trường cụ thể của từng địa phương, đảm bảo các quy định của pháp luật về quy hoạch, xây dựng và môi trường.
[Quản lý Môi trường KCN & Đô thị - Chống ngập] 41
- Thu gom nước mưa trên toàn diện tích đô thị. - Thu gom nước thải từ nơi phát sinh.
- Dẫn, vận chuyển nước thải đến các công trình xử lý, khử trùng.
- Xử lý nước thải đạt quy chuẩn môi trường trước khi xả ra nguồn tiếp nhận.
- Xử lý, tái sử dụng cặn, các chất chứa trong nước thải và cặn.
- Đảm bảo thoát nước một cách nhanh chóng tất cả các loại nước thải, nước mưa khỏi phạm vi đô thị, khu dân cư để tránh ngập úng.
b. Các bộ phận hay công trình, thiết bị của hệ thống thoát nước đô thị
Mạng lưới đường ống, cống hay kênh mương thu gom, dẫn và vận chuyển nước mưa.
Mạng lưới đường ống, cống hay kênh mương thu gom, dẫn và vận chuyển nước thải.
Giếng thăm hay giếng kiểm tra tại các điểm đổi hướng dòng chảy, chuyển tiếp từ trong sân nhà, tiểu khu, từ tuyến ống đường phố, tuyến cống góp lưu vực... cho đến đường ống thải cuối cùng. Các giếng thăm này được bố trí trên các tuyến hay đoạn ống, cống thoát nước. Khoảng cách của các giếng phụ thuộc kích thước hay đường kính ống cống.
Giếng thu nước mưa bố trí trên các đường phố, quảng trường, chỗ trũng, các ngả đường.
Cống thoát nước:
- Cống luồn (điu-ke) khi phải bố trí cống thoát nước chui qua sông, suối hoặc cống trên cầu cạn bắc qua cầu đường bộ, đường sắt.
- Các cống góp thoát nước phải được bố trí, đặt ở nơi địa hình thấp hay đường tụ thủy và phải nối với ống, cống đường phố sao cho nước tự chảy được.
- Khi đường cống phải đặt ở những chiều sâu quá lớn hoặc không thể đặt cống tự chảy được thì được phép bố trí xây dựng những trạm bơm chuyển bậc.
Công trình xử lý nước thải cục bộ: nước thải sau khi xử lý cục bộ đạt quy chuẩn môi trường được phép xả vào hệ thống thoát nước đô thị.
Công trình xử lý nước thải khu vực hay toàn đô thị: sau khi xử lý đạt quy chuẩn môi trường được phép xả ra nguồn tiếp nhận.
[Quản lý Môi trường KCN & Đô thị - Chống ngập] 42
Cửa xả để xả nước thải đã xử lý hay nước mưa ra nguồn tiếp nhận.
2.4.2 Hệ thống thoát nước đô thị bền vững
a. Hệ thống thoát nước bề mặt bền vững (SUDS)
Quá trình đô thị hóa đã gây những tác động xấu đến quá trình thoát nước tự nhiên: dòng chảy tự nhiên bị thay đổi, quá trình lưu giữ tự nhiên dòng chảy bằng các thảm thực vật và đất bị mất đi, và thay vào đó là những bề mặt phủ không thấm nước như mái nhà, bê tông, đường nhựa, làm tăng lưu lượng dòng chảy bề mặt. Những dòng chảy này thường bị ô nhiễm do rác, bùn đất và các chất bẩn khác rửa trôi từ mặt đường. Lượng nước và cường độ dòng chảy tăng tạo nên sự xói mòn và lắng bùn cặn. Tất cả những yếu tố này gây những tác động xấu đến môi trường, úng ngập, ảnh hưởng đến hệ sinh thái dưới nước.
Các hệ thống thoát nước truyền thống thường được thiết kế để vận chuyển nước mưa ra khỏi nơi phát sinh càng nhanh càng tốt. Chi phí cho xây dựng và vận hành, bảo dưỡng các đường cống thoát nước thường rất lớn, trong khi công suất của chúng lại chỉ có giới hạn và không dễ nâng cấp. Cách làm này dẫn đến nguy cơ ngập lụt, xói mòn đất và ô nhiễm ở vùng hạ lưu tăng. Việc dẫn dòng chảy bề mặt đi xa và thải còn làm mất khả năng bổ cập tại chỗ cho các tầng nước ngầm quý giá.
Phát hiện và khắc phục những tồn tại trên, gần đây, người ta đã nghiên cứu và áp dụng các giải pháp kỹ thuật thay thế, theo phương thức tiếp cận mới: hướng tới việc duy trì những đặc thù tự nhiên của dòng chảy về dung lượng, cường độ và chất lượng; kiểm soát tối đa dòng chảy từ nguồn, giảm thiểu tối đa những khu vực tiêu thoát nước trực tiếp, lưu giữ nước tại chỗ và cho thấm xuống đất, đồng thời kiểm soát ô nhiễm. Đó chính là những nguyên lý của SUDS.
Cách tiếp cận của thoát nước mưa bền vững SUDS là thoát chậm, không phải thoát nhanh, để tránh lượng mưa tập trung lớn trong thời gian ngắn. Tiết diện cống sẽ khó có thể đáp ứng nếu lượng mưa lớn, tốn kém mà nước vẫn tràn cống, gây ngập đường, lụt nhà. Vì vậy, phải tổ chức thoát nước mưa, kết hợp các biện pháp khác nhau một cách đồng bộ, sao cho dòng chảy được tập trung chậm. Sử dụng các hồ điều hòa trên diện tích thu gom và truyền dẫn nước mưa để lưu giữ nước là một cách làm phổ biến. Bên cạnh đó, sử dụng bản thân diện tích bề mặt của thành phố, tăng cường việc cho nước mưa thấm tự nhiên xuống đất qua các thảm cỏ xanh, đồng thời cải tạo cảnh quan và điều hòa tiểu khí hậu.
Trong trường hợp khả năng kiểm soát dòng chảy tại chỗ bị hạn chế, thì có thể phân tán dòng chảy theo các lưu vực nhỏ, dẫn nước đi bằng những giải pháp như sử dụng kênh mương hở và nông, lưu giữ nước mưa trong những hồ chứa và cho thấm xuống đất ở những khu vực thích hợp. Để ngăn ngừa và kiểm soát ô nhiễm, có thể áp dụng những giải pháp xử lý tại chỗ trong bãi đất thấm, hồ lắng, bãi lọc trồng cây...
[Quản lý Môi trường KCN & Đô thị - Chống ngập] 43
Hình 12:Nguyên tắc thoát nước bề mặt bền vững
(a) Dòng chảy tập trung do bề mặt phủ đô thị bị thay đổi;
(b) Trở về dòng chảy tự nhiên ban đầu nhờ các giải pháp làm chậm dòng chảy bề mặt; (c) Giảm lưu lượng nước cần thoát nhờ các giải pháp làm chậm dòng chảy và thấm
b. Hệ thống thoát nước thải bền vững
Nước thải có thể được thu gom và xử lý trong các loại hệ thống thoát nước chung, riêng, nửa riêng hay hỗn hợp, theo các mô hình tổ chức thoát nước tập trung hay phân tán. Hệ thống thoát nước tập trung thường được xây dựng cho các khu trung tâm đô thị, có mật độ dân số cao, có điều kiện xây dựng đồng bộ. Tuy nhiên, phương thức thoát nước truyền thống này có nhiều hạn chế, vì thế, ngày nay trên thế giới khuyến khích áp dụng mô hình phân tán, đặc biệt là cho các khu đô thị mới, các vùng ven đô, nông thôn với các công trình thu gom, xử lý, xả hay tái sử dụng nước thải cho các hộ riêng lẻ (giải pháp tại chỗ) hoặc khu dân cư (giải pháp phân tán theo cụm). Mô hình này có những ưu điểm:
[Quản lý Môi trường KCN & Đô thị - Chống ngập] 44
- Giảm chi phí đầu tư xây dựng, vận hành và bảo dưỡng do tránh được các tuyến cống thoát nước dài, đường kính và độ sâu lớn, các trạm bơm nước thải;
- Cho phép sử dụng các giải pháp công nghệ đơn giản, chi phí thấp, tận dụng triệt để các điều kiện tự nhiên để xử lý nước thải, do phân tán được quỹ đất yêu cầu. Các mô hình quản lý, cơ chế tài chính áp dụng cũng rất linh hoạt tùy theo điều kiện cụ thể.
- Dễ quy hoạch và thực hiện quy hoạch. Cho phép phân đợt xây dựng, đầu tư các hợp phần kỹ thuật từng bước theo khả năng tài chính. Quy mô đầu tư cũng sát với yêu cầu hơn, tránh lãng phí.
- Cho phép tái sử dụng tại chỗ nước thải sau xử lý (rửa, tưới, bổ cập nước ngầm) và chất dinh dưỡng tách được (bón cây trồng)... Trong một số trường hợp, có thể xử lý nước thải phân tán đạt mức độ xả ra môi trường, mạng lưới thoát nước mưa, nhờ vậy tiết kiệm đáng kể chi phí xây dựng và quản lý đường cống thoát nước.
2.4.3 Đề xuất một số mô hình thoát nước tại Việt Nam
Đối với các khu vực trong đô thị hiện có: vẫn sử dụng hệ thống cống thoát nước chung, với các tuyến cống bao thu gom các loại nước thải và nước mưa đợt đầu, không cho chảy trực tiếp vào sông, hồ, kênh mương mà dẫn bằng các tuyến cống chính về các trạm xử lý nước thải. Trên các tuyến cống chính này, gần nguồn tiếp nhận, để giảm chi phí vận chuyển và xử lý nước thải, bố trí các giếng tràn tách hỗn hợp nước mưa đợt sau và một phần nước thải đã được pha loãng, tràn qua đập tràn chảy ra nguồn tiếp nhận. Tuỳ theo điều kiện tự nhiên, mật độ dân cư, quỹ đất, nhu cầu tái sử dụng nước thải ... mà có thể áp dụng mô hình thoát nước tập trung hay phân tán, với công nghệ hiện đại hay chi phí thấp.
Đối với các khu đô thị xây dựng mới, xây dựng hệ thống thoát nước riêng, xử lý nước thải đạt yêu cầu trước khi xả ra nguồn tiếp nhận.
Trong giai đoạn chưa có điều kiện xây dựng đầy đủ các tuyến cống thoát nước riêng và trạm xử lý nước thải, vẫn phải coi trọng và phát huy vai trò của bể tự hoại để xử lý nước đen, hay nước đen và nước xám từ các hộ gia đình, nhà chung cư, cơ quan, cơ sở dịch vụ... Bể tự hoại phải được thiết kế, xây dựng và quản lý đúng quy cách.
Đối với các đô thị miền núi, có độ dốc dọc đường lớn, thuận lợi cho việc thoát nước, nên sử dụng hệ thống thoát nước riêng. Các thị trấn, các khu vực ven đô, có thể áp dụng loại hệ thống thoát nước riêng giản lược, với đường kính nhỏ, chôn nông dọc vỉa hè, sơ đồ đấu nối xuyên tiểu khu, cùng với các kênh, mương, cống sẵn có để thoát nước bề mặt, sẽ giảm thiểu tối đa chi phí xây dựng và quản lý hệ thống thoát nước.
[Quản lý Môi trường KCN & Đô thị - Chống ngập] 45
Đối với các đô thị vùng đồng bằng, độ dốc cống nhỏ, cần triệt để tận dụng các mặt nước đô thị làm hồ điều hoà, kênh mương dẫn nước và giảm độ sâu chôn cống.
Đối với các đô thị ven biển, địa hình bằng phẳng, khó tạo được độ dốc cống thuận lợi, lại ít có các sông mương và hồ điều tiết, do điều kiện địa chất phần lớn là cát và cát pha. Ở các đô thị này, có thể lợi dụng nước triều lên xuống hàng ngày, xây dựng các cống tự động đóng/mở theo mực nước triều để thoát nước và thau rửa hàng ngày hệ thống cống.
2.4.4 Giải pháp thoát nước đô thị tại TP Hồ Chí Minh
Trong tiêu thoát nước có một số nguyên tắc (hay còn được gọi là phương châm) không thể không nhắc đến, mà dù ở đâu cũng phải tuân theo, đó là “rải, chôn, tháo”. Và cũng từ việc phân tích các phương châm đó cho thấy các giải pháp cần phải tiến hành.
“Rải nước” là việc thực hiện theo cách phân vùng: cao tiêu cao, thấp tiêu thấp. Có tác dụng hạn chế sự dồn nước từ cao xuống thấp, những vùng cao có khả năng tiêu tháo cần được dẫn trực tiếp ra sông không để dồn về khu thấp. Điều này thực ra không khó nhưng đòi hỏi phải điều tra để có quy hoạch tiêu chi tiết, tạo ra sự phù hợp giữa hướng tiêu, khu tiêu và vùng nhận nước tiêu.
“Chôn nước” đòi hỏi phải có ao hồ, vùng trũng- là nơi có thể trữ nước khi mưa, nhằm giảm nhỏ lượng nước cần tiêu trong thời gian căng thẳng (nhất là khi mưa lớn gặp triều cao), ngoài ra còn có tác dụng “ghim” nước tại chỗ. Ở đây cần phân biệt rõ vai trò của vùng chứa (ao, hồ, sông rạch,... vùng trũng thấp nói chung) trong 2 trường hợp :
Trường hợp 1: chứa nước do thủy triều và
Trường hợp 2: chứa lượng nước mưa/ lũ thượng nguồn đổ về.
Nếu để chứa nước trong trường hợp 2 (mưa, hoặc lũ từ thượng nguồn đổ về) thì các vùng chứa có vai trò cực kỳ quan trọng. Nhưng nếu để chứa nước do triều đưa vào (trường hợp 1) thì điều đó không có ý nghĩa, bởi lẽ quá trình dâng nước của triều diễn ra từ từ và diện tích chứa trữ của khu vực là một vô cùng bé nếu đem so với cả đại dương. Vì vậy việc nạo vét kênh rạch chỉ là để tăng năng lực thoát (dẫn) nước khi triều xuống, đồng thời phần nào tăng khả năng trữ mưa, trữ lũ mà thôi. Việc đào hồ, tận dụng các khu trũng thấp cũng chỉ có tác dụng trữ nước khi mưa. Qua phân tích như vậy thì việc khoanh vùng bởi các đê bao để chống ngập chỉ ảnh hưởng đến mực nước khu vực khi mưa lớn hoặc do nước từ thượng nguồn đổ về mà không có ảnh hưởng đáng kể nào có thể làm cho thủy triều dâng lên như một số nhà khoa học đã lo ngại. Lại càng không thể có chuyện gây ra tình trạng biến “triều hiền” thành “triều ác”.
[Quản lý Môi trường KCN & Đô thị - Chống ngập] 46
“Tháo nước” được thực hiện khi mực nước ở khu nhận nước cho phép, cụ thể khi triểu xuống tiến hành tháo nước đã chứa từ các khu “chôn nước” ra sông rạch.
Qua phân tích trên có thể đưa ra giải pháp tương ứng cho 3 vùng:
- Vùng cao: nằm ở phía Bắc - Ðông Bắc và một phần Tây Bắc (phân bố phần lớn ở huyện Củ Chi, Hóc Môn, Bình Chánh, một phần ở Thủ Đức và quận 9) bố trí tách riêng hệ thống tiêu thoát nước mưa, dẫn trực tiếp ra sông, không để nước mưa dồn về chỗ thấp, nhất là dồn về nội thành, tránh gây ngập nặng hơn cho vùng thấp. Đồng thời thiết kế hệ thống kênh tiêu thoát đủ năng lực chuyển tải, không gây ra ngập úng giả tạo.
- Vùng trung bình: chủ yếu ở nội thành, một phần đất của Thủ Đức và Hóc Môn nằm dọc theo sông Sài Gòn và nam Bình Chánh, tạo bờ bao, kết hợp cống ngăn triều, hạn chế mực nước trên hệ thống kênh, rạch trong mùa mưa lũ. Khi mưa xuống tận dụng khả năng chứa trữ trong vùng, đợi triều rút mở cống tháo ra. Vùng này nếu điều kiện cho phép nên tăng thêm dung tích chứa bằng cách đào các hồ chứa, mở rộng ao hồ, nạo vét kênh mương.
- Vùng trũng thấp: nằm phía Tây Nam, phía Nam và Ðông Nam thành phố, tùy tình hình cụ thể có thể chọn một trong các giải pháp sau:
Chấp nhận ngập như là một tất yếu và chung sống với ngập. Biến ngập lụt thành lợi thế cho giao thông thủy, cho du lịch, xây dựng các nhà nổi, khu phố nổi (Theo mô hình của thành phố Vơnidơ). Xây dựng các khu hồ sinh thái, đầm lầy.
Xây dựng đê bao kết hợp cống ngăn triều và kèm theo là các công trình tiêu động lực để bơm đẩy nước ra ngoài khi có mưa. Biện pháp này đảm bảo khu vực luôn khô ráo (Theo mô hình của Hà lan).
2.4. Kinh nghiệm chống ngập trên thế giới 2.4.1 Bài học từ Hà Lan 2.4.1 Bài học từ Hà Lan
Là một nước có khoảng một nửa lãnh thổ nằm dưới mực nước biển, Hà Lan có nhiều kinh nghiệm chống ngập lụt, biến đổi khí hậu và quản lý nước, được quốc tế đánh giá cao. Tất cả thành phố ở Hà Lan đều có đê lớn bao bọc. Hệ thống tuyệt hảo đến nỗi có thể chịu đựng được loại siêu bão xảy ra một lần trong 10.000 năm. Hiện người Hà Lan đã nâng cao chiều cao của những con đê lên hơn 12 mét so với mặt biển, trong khi tại nhiều thành phố trên thế giới, đê ngăn nước sông hay triều cường chỉ cao bằng phân nửa con số đó. Chính phủ Hà Lan còn cho dựng những cửa điều tiết lũ khổng lồ, sẽ đóng lại tự động khi có bão mạnh