Đồ án Nghiên cứu giải pháp tận thu nước mưa góp phần giảm ngập lụt ở thành phố Hồ Chí Minh nghiên cứu điển hình tại quận Gò Vấp

này là do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn trực tiếp của ThS. Lâm Vĩnh Sơn. Mọi tham khảo dùng trong Đồ án đều được trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên công trình, thời gian, địa điểm công bố. Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm. Sinh viên Nguyễn Ngọc Thiên Trang LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Thầy Lâm Vĩnh Sơn, người đã trực tiếp hướng dẫn tôi hoàn thành Đồ án tốt nghiệp trong suốt thời gian 6 tháng qua. Trong khoảng thời gian thực hiện Đồ án, tôi đã gặp không ít khó khăn. Tuy nhiên, nhờ vào sự hướng dẫn nhiệt tình của Thầy Sơn cùng sự giải đáp của các Thầy Cô đã giúp tôi vượt qua và tìm hiểu thêm được rất nhiều tài liệu hay, các thông tin bổ ích hỗ trợ tích cực cho tôi trong việc hoàn thành tốt Đồ án tốt nghiệp. Đặc biệt, tôi xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Trung Dũng cùng các Thầy Cô Khoa Công nghệ sinh học – Thực phẩm – Môi trường – Trường Đại học Công nghệ TP. HCM đã truyền đạt cho tôi những kiến thức bổ ích về cơ sở cũng như chuyên môn trong suốt quá trình 4 năm học để tôi có được những kiến thức vững chắc khi bước vào thực hiện đề tài. Tôi xin cảm ơn Ba Mẹ đã khích lệ, động viên tôi trong suốt thời gian qua. Bên cạnh đó, tôi cũng muốn gửi lời cảm ơn toàn thể các bạn trong lớp 11DMT01 đã cùng nhau gắn bó, động viên, chia sẻ những kinh nghiệm bổ ích, giúp đỡ nhau những lúc khó khăn trong suốt 4 năm học vừa qua. Trong quá trình thực hiện Đồ án tốt nghiệp, chắc chắn sẽ có những thiếu sót, kính mong nhận được những ý kiến nhận xét, đánh giá của Thầy Cô nhằm giúp tôi hoàn chỉnh đề tài hơn. Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn. MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................. iii DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................... iv DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................................ vi MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 1 1. Tính cấp thiết của đề tài .............................................................................................. 1 2. Mục tiêu của đề tài ...................................................................................................... 2 3. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu ............................................................................... 3 4. Nội dung của đề tài ..................................................................................................... 3 5. Phương pháp thực hiện ................................................................................................ 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU ................................... 5 1.1 Điều kiện tự nhiên ..................................................................................................... 5 1.1.1 Vị trí địa lý ......................................................................................................... 5 1.1.2 Địa hình .............................................................................................................. 5 1.1.3 Điều kiện khí tượng thuỷ văn ............................................................................ 8 1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội ........................................................................................ 14 1.2.1 Dân cư .............................................................................................................. 14 1.2.2 Kinh tế - xã hội ................................................................................................ 16 1.2.3 Cây xanh đô thị ................................................................................................ 17 CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG, NGUYÊN NHÂN GÂY NGẬP VÀ CÁC GIẢI PHÁP CHỐNG NGẬP TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VÀ QUẬN GÒ VẤP ............................................................................................................................... 19 2.1 Hiện trạng ngập úng ................................................................................................ 19 2.2 Nguyên nhân gây ngập ............................................................................................ 23 2.2.1 Nguyên nhân khách quan ................................................................................. 23 2.2.2 Nguyên nhân chủ quan .................................................................................... 25 2.3 Các giải pháp chống ngập hiện nay tại TP. HCM ................................................... 28 2.3.1 Biện pháp công trình ........................................................................................ 28 2.3.2 Biện pháp quản lý ............................................................................................ 29 i 2.4 Hiện trạng, nguyên nhân ngập và hướng giải quyết tại quận Gò Vấp .................... 30 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ VÀ HIỆN TRẠNG CỦA THU GOM SỬ DỤNG NƯỚC MƯA ............................................................................................................................. 32 3.1 Cơ sở của việc tận dụng nước mưa tại TP. HCM ................................................... 32 3.1.1 Đặc điểm chế độ mưa TP. HCM ..................................................................... 32 3.1.2 Chất lượng nước mưa thu trực tiếp .................................................................. 33 3.1.3 Chất lượng nước mưa thu qua mái nhà ............................................................ 35 3.1.4 Lợi ích khi sử dụng nước mưa ......................................................................... 36 3.2 Hiện trạng thu hồi và sử dụng nước mưa ................................................................ 37 3.2.1 Trên thế giới ..................................................................................................... 37 3.2.2 Tại Việt Nam ................................................................................................... 45 3.3 Một số mô hình cho việc thu gom nước mưa tại TP. HCM .................................... 49 CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP THU HỒI NƯỚC MƯA TẠI QUẬN GÒ VẤP ........................................................................................................... 53 4.1 Thu gom nước mưa hộ gia đình đơn lẻ ................................................................... 53 4.1.1 Thu nước mưa từ nhà mái ngói ........................................................................ 53 4.1.2 Thu gom nước mưa từ nhà có sân thượng ....................................................... 62 4.1.3 Thu gom nước mưa từ nhà mái tôn ................................................................. 64 4.2 Thu gom nước mưa theo cụm nhà .......................................................................... 67 4.3 Thu gom nước mưa trữ trong hồ chứa cho một lưu vực ......................................... 71 4.4 Hiệu quả giảm ngập từ việc thu gom nước mưa ở quận Gò Vấp............................ 77 4.4.1 Các điểm ngập và thông số ngập tại quận Gò Vấp .......................................... 77 4.4.2 Tính toán giảm ngập từ việc thu gom nước mưa ............................................. 77 4.5 Tổng kết .................................................................................................................. 82 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ................................................................ 83 5.1 Kết luận ................................................................................................................... 83 5.2 Kiến nghị ................................................................................................................. 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 86 ii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT GTSX Giá trị sản xuất HTTN Hệ thống thoát nước KCX – KCN Khu chế xuất – Khu công nghiệp MSL (Mean Sea Level) Mực nước biển trung bình (12/2007/QĐ-BGTVT) TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TNHH MTV Trách nhiệm hữu hạn một thành viên TP. HCM Thành Phố Hồ Chí Minh TTĐHCTCNN Trung tâm Điều hành Chương trình chống ngập nước UBND Ủy ban nhân dân iii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Nhiệt độ tại quận Gò Vấp ............................................................................... 9 Bảng 1.2. Chế độ mưa tại quận Gò Vấp ....................................................................... 10 Bảng 1.3. Giá trị độ ẩm tại quận Gò Vấp ...................................................................... 11 Bảng 1.4. Một số chỉ tiêu tổng hợp về dân số và diện tích của quận Gò Vấp .............. 15 Bảng 1.5. Tình hình phát triển kinh tế quận Gò Vấp qua các năm ............................... 17 Bảng 2.1. Số lần xuất hiện của trận mưa có vũ lượng >100 mm trong 180 phút ......... 24 Bảng 2.2. Thống kê tình trạng ngập nước do mưa tại một số tuyến đường tại quận Gò Vấp .......................................................................................................................... 30 Bảng 3.1. Số ngày mưa bình quân trong năm của các trạm ở TP. HCM ...................... 32 Bảng 3.2. Thời gian kéo dài các trận mưa trên 40 mm ................................................. 33 Bảng 3.3. Kết quả phân tích các chỉ tiêu về nước mưa ở TP. HCM ............................. 34 Bảng 4.1. Bảng tính toán phễu thu nước mưa và ống đứng .......................................... 55 Bảng 4.2. Kiểm tra thể tích bể chứa nước mưa ............................................................. 57 Bảng 4.3. Các thông số chính lắp đặt hệ thống thu nước mưa từ mái nhà ................... 58 Bảng 4.4. Dự toán chi phí lắp đặt hệ thống thu gom nước mưa ................................... 61 Bảng 4.5. Các thông số lắp đặt hệ thống thu nước mưa trên sân thượng ..................... 62 Bảng 4.6. Dự toán chi phí lắp đặt hệ thống thu gom nước mưa ................................... 64 Bảng 4.7. Các thông số xây dựng và lắp đặt hệ thống thu nước mưa từ mái tôn ......... 65 Bảng 4.8. Dự toán chi phí lắp đặt hệ thống thu gom nước mưa ................................... 67 Bảng 4.9. Đặc điểm cụm nhà thu gom nước mưa ......................................................... 68 Bảng 4.10. Xác định thể tích bể chứa nước mưa .......................................................... 69 Bảng 4.11. Dự toán chi phí lắp đặt hệ thống thu gom nước mưa ................................. 71 Bảng 4.12. Dự toán chi phí lắp đặt hệ thống thu gom nước mưa cho Giả định 1 ........ 75 Bảng 4.13. Dự toán chi phí lắp đặt hệ thống thu gom nước mưa cho Giả định 2 ........ 76 Bảng 4.14. Dự toán chi phí lắp đặt hệ thống thu gom nước mưa cho Giả định 3 ........ 76 Bảng 4.15. Các điểm ngập và thông số ngập tại quận Gò Vấp ..................................... 77 Bảng 4.16. Hiệu quả giảm ngập từ việc thu gom nước mưa ......................................... 78 Bảng 4.17. Hiệu quả giảm ngập từ việc thu gom nước mưa ......................................... 79 iv Bảng 4.18. Hiệu quả giảm ngập từ việc thu gom nước mưa ......................................... 80 Bảng 4.19. Tổng kết dự toán chi phí và hiệu quả giảm ngập của các phương án ........ 82 v DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Bản đồ hành chính TP. HCM .......................................................................... 7 Hình 1.2. Bản đồ quận Gò Vấp ....................................................................................... 7 Hình 2.1. Biểu đồ thống kê tình trạng ngập lụt tại TP. HCM 2003 – 2011 .................. 19 Hình 2.2. Đường Kinh Dương Vương ngập sâu hơn nửa mét ...................................... 22 Hình 2.3. Ngập nặng bên hông cầu Nguyễn Hữu Cảnh ................................................ 22 Hình 2.4. Tuyến cống bị rò rỉ nước thải ........................................................................ 26 Hình 3.1. Mái nhà loại Fibro – ximăng, mái tôn, mái ngói .......................................... 35 Hình 3.2. “Nước của Trời” – sáng kiến của ông Murase .............................................. 38 Hình 3.3. Dinh thự hoành tráng của tổng thống Ấn Độ ................................................ 40 Hình 3.4. Hệ thống thu gom nước mưa tại dinh thự ..................................................... 40 Hình 3.5. Mái hứng nước mưa nhà thi đấu Sumo Kokugikan ...................................... 41 Hình 3.6. Bơm tay bơm nước mưa từ bể chứa nước ngầm tại nhà thi đấu ................... 41 Hình 3.7. Kênh ngầm thoát nước bên ngoài đô thị Nhật Bản ....................................... 42 Hình 3.8. Sân vận động mái vòm Tokyo ...................................................................... 43 Hình 3.9. Khách sạn Parkroyal với hệ thống thu và xử lý nước mưa ........................... 43 Hình 3.10. Vườn cây và hồ bơi trên mái khách sạn Marina Bay Sands ....................... 44 Hình 3.11. Khu tổ hợp công trình Garden by the Bay .................................................. 44 Hình 3.12. Ba công cụ trong thiết kế đô thị nhằm lưu trữ nước mưa làm giảm tốc độ và lưu lượng dòng chảy ................................................................................................. 45 Hình 3.13. Người dân huyện Cần Giờ, tỉnh Tiền Giang hứng nước mưa để uống ....... 46 Hình 3.14. Người dân thôn Mỹ Phú 1, An Hiệp (Tuy An) Phú Yên tận thu nước mưa từ hệ thống máng hứng để sử dụng ....................................................................... 46 Hình 3.15. Cắt băng khánh thành và đưa vào sử dụng Hệ thống cấp nước uống từ nước mưa H.O.P.S ........................................................................................................ 47 Hình 3.16. Thu nước mưa tại toà nhà CENTer – Cần Thơ và Thu gom nước mưa tại hộ gia đình ..................................................................................................................... 48 Hình 3.17. Mô hình thu gom nước mưa và hệ thống làm mát mái nhà do thanh niên Cần Thơ thực hiện ......................................................................................................... 48 vi Hình 3.18. PGS.TS. Nguyễn Việt Kỳ giới thiệu hệ thống thu gom nước mưa được nghiên cứu và thí điểm thành công ............................................................................... 49 Hình 3.19. Mô hình thu nước mưa tại các chung cư ..................................................... 50 Hình 3.20. Thu nước từ mái hiên .................................................................................. 50 Hình 3.21. Mô hình thu nước mưa từ mái và bức tường của nhà cao tầng .................. 51 Hình 3.22. Công viên nước mưa ................................................................................... 51 Hình 3.23. Hệ thống thoát nước mưa trong đô thị ........................................................ 52 Hình 4.1. Sơ đồ các phương án đề xuất thu gom nước mưa ......................................... 53 Hình 4.2. Mô hình nhà thu nước mưa trên mái ............................................................. 54 Hình 4.3. Máng dẫn nước mưa ..................................................................................... 55 Hình 4.4. Biểu đồ lượng mưa trung bình tháng tại trạm Tân Sơn Hoà, 2014 .............. 56 Hình 4.5. Thiết bị loại bỏ nước mưa đầu trận ............................................................... 58 Hình 4.6. Mô hình thu gom nước mưa trên mái nhà ..................................................... 59 Hình 4.7. Mô hình cột lọc cát xử lý nước mưa ............................................................. 60 Hình 4.8. Mô hình nhà thu nước mưa ở sân thượng ..................................................... 62 Hình 4.9. Sơ đồ hệ thống thu gom nước mưa từ nhà sân thượng ................................. 63 Hình 4.10. Mô hình nhà thu nước mưa bằng mái tôn ................................................... 65 Hình 4.11. Sơ đồ hệ thống thu gom nước mưa từ nhà mái tôn ..................................... 66 Hình 4.12. Mô hình cụm nhà thu gom nước mưa ......................................................... 68 Hình 4.13. Sơ đồ hệ thống thu gom nước mưa sử dụng cho cụm nhà .......................... 70 Hình 4.14. Sơ đồ hệ thống hồ trữ nước mưa tập trung ................................................. 74 vii Đồ án tốt nghiệp MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Sau 300 năm thành lập, TP. HCM hiện bao gồm 19 quận nội thành (440 km2) và 5 huyện ngoại thành (1657.7 km2) với dân số trên 8 triệu người, đây là đô thị lớn nhất đồng thời là trung tâm kinh tế – chính trị – văn hóa – khoa học kỹ thuật – du lịch của cả nước. Trong những năm qua, thành phố đã phát triển rất nhanh và tương lai sẽ có tốc độ phát triển mạnh mẽ hơn nữa. Nhu cầu phát triển cơ sở hạ tầng, đặc biệt là công trình giao thông, hệ thống cấp, thoát nước phục vụ cho công nghiệp, nông nghiệp, dân sinh, ngày một cao. Thực tế cho thấy, song song với tốc độ phát triển, TP. HCM đã và đang phải đối mặt với vấn nạn ngập lụt thường xuyên xảy ra do nhiều nguyên nhân khác nhau như phát triển đô thị cùng với sự gia tăng dân số dẫn đến việc khai thác mặt bằng không theo quy hoạch, sông rạch bị bồi lấp, mặt thoáng bị chiếm dụng, dòng chảy bị cản trở... Trong khi đó, hệ thống tiêu thoát nước được xây dựng theo kiểu chắp vá, tồn tại trong quy hoạch thiết kế, xây dựng, quản lý nên thường cứ đến mùa mưa lũ và triều cường là nhiều nơi trong thành phố bị ngập úng. Đáng chú ý là tình trạng ngập lụt không những chỉ xảy ra ở mùa mưa mà ngay cả trong mùa khô, khi có triều cường là đủ gây ngập cho những vùng đất thấp. Quận Gò Vấp với diện tích tự nhiên 1.975,85 ha, nằm ở phía Bắc và Tây Bắc TP. HCM. Địa hình tương đối bằng phẳng, được chia thành hai vùng: vùng trũng đất thấp hay bị ngập mỗi khi có những trận mưa tương đối lớn, còn vùng cao là nơi quá trình đô thị hóa diễn ra mạnh mẽ, các công trình xây dựng chủ yếu ở nơi đây, đây cũng chính là một trong các nguyên nhân gây ngập chủ yếu trong địa bàn quận Gò Vấp mỗi khi có mưa lớn. Từ những năm 80, quận Gò Vấp được xem là một quận có tốc độ đô thị hóa cao của thành phố và đã có thời điểm không kiểm soát được. Quá trình đô thị hóa quá nhanh đã làm cho Gò Vấp trở thành một trong ba quận có tốc độ tăng dân số cơ học cao nhất thành phố. Cùng với đó là các công trình nhà ở, các xí nghiệp vừa và nhỏ xen lẫn trong các khu dân cư mọc lên ngày càng 1 Đồ án tốt nghiệp nhiều làm cho diện tích đất tự nhiên biến mất dần và thay vào đó là các vật liệu chống thấm như bê tông, nhựa đường. Mỗi khi có những trận mưa lớn thì nước thoát không kịp dẫn đến ngập úng tại nhiều nơi trên địa bàn quận Gò Vấp. Trước thực trạng đó, những năm qua đã có nhiều công trình nghiên cứu đề xuất giải pháp chống ngập cho TP. HCM, các giải pháp đề xuất đã được triển khai ứng dụng chủ yếu là nâng nền đường, cải tạo hệ thống kênh rạch, cống thoát nước, xây dựng đê bao, cống ngăn triều, trạm bơm đã phần nào mang lại hiệu quả ở một số khu vực nhưng còn mang tính cục bộ, có thể giảm ngập vùng này nhưng lại gây ngập cho vùng khác. Vấn đề cấp thiết là cần có một khảo sát chi tiết và đánh giá đúng thực trạng ngập lụt do mưa ở TP. HCM trong giai đoạn hiện nay và dự báo cho những năm tiếp theo, đồng thời tận dụng được nguồn nước mưa, giảm nhu cầu cấp nước phục vụ nội thành góp phần giảm sự thất thoát nước, tiết kiệm năng lượng quốc gia và giảm các tác động đến môi trường ở mức thấp nhất. Từ đó có thể làm cơ sở đề xuất, xây dựng các giải pháp chống ngập và công nghệ kiểm soát ngập cho tổng thể TP. HCM và cụ thể cho một số vùng ngập lụt đặc trưng (ngập do mưa, ngập do triều và ngập do tổ hợp mưa và triều ...) bằng các biện pháp công trình và phi công trình. Vì vậy, việc thực hiện đề tài “Nghiên cứu đề xuất các giải pháp tận thu nước mưa góp phần giảm ngập lụt ở thành phố Hồ Chí Minh, nghiên cứu điển hình tại quận Gò Vấp” là hợp lý, rất cấp thiết và đúng thời điểm. 2. Mục tiêu của đề tài Tận dụng khả năng trữ nước mưa bằng các biện pháp thu gom nhằm tăng hiệu quả chống ngập, tạo cảnh quan môi trường, điều hòa không khí và tận dụng nguồn nước sẵn có phục vụ sản xuất và dân sinh.  Đánh giá điều kiện tự nhiên và hệ thống tiêu thoát nước hiện tại.  Đánh giá diễn biến thủy triều và mưa trong vùng.  Đánh giá các giải pháp chống ngập hiện có. 2 Đồ án tốt nghiệp  Đề xuất được giải pháp tận thu nước mưa góp phần giảm ngập tại quận Gò Vấp – TP. HCM. 3. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu  Phạm vi nghiên cứu: Điển hình tại quận Gò Vấp thuộc TP. HCM.  Đối tượng: Tình hình ngập lụt do các trận mưa cường độ lớn và các giải pháp tận thu nước mưa và chống ngập lụt trên địa bàn TP. HCM. 4. Nội dung của đề tài  Điều tra, thu thập và khảo sát tài liệu cơ bản phục vụ nghiên cứu: Khảo sát, thu thập tài liệu địa hình, khí tượng, thủy văn, chất lượng nước.  Nghiên cứu tổng quan đánh giá các kết quả về chống ngập ở trong và ngoài nước.  Đánh giá hiện trạng ngập – xác định nguyên nhân gây ngập và các giải pháp chống ngập ở TP. HCM.  Nghiên cứu đề xuất các giải pháp tận thu nguồn nước mưa chống ngập và phục vụ nội thành.  Nghiên cứu điển hình: lập dự án tận thu nước mưa chống ngập bằng giải pháp thu nước trên mái và trữ vào hộ gia đình theo từng cụm để phục vụ cho các mục đích khác nhau.  Thu thập thông tin để tính diện tích bề mặt cần thu và lượng nước thu được.  Tính toán hiệu quả giảm ngập khi áp dụng các giải pháp thu trữ nước mưa cho quận Gò Vấp. 5. Phương pháp thực hiện  Phương pháp điều tra thu thập và phân tích tổng hợp: Điều tra thu thập tài liệu, khảo sát và nghiên cứu thực tế, phân tích đánh giá và tổng hợp tài liệu để từ đó rút ra các cơ sở khoa học và khả năng ứng dụng trong thực tiễn. 3 Đồ án tốt nghiệp  Kế thừa, tiếp thu có chọn lọc tri thức, kinh nghiệm và cơ sở dữ liệu, phát triển các kết quả nghiên cứu đã có và tiếp thu công nghệ liên quan đến đề tài.  Tiếp cận thực tiễn vùng nghiên cứu.  Phương pháp thủy văn – thủy lực: Tính toán dung tích bể tối ưu, tính toán khả năng cung cấp nước của bể trữ, tính toán mạng lưới thủy lực ... 4 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1. Điều kiện tự nhiên 1.1.1. Vị trí địa lý Thành phố Hồ Chí Minh: TP. HCM có tổng diện tích tự nhiên là 2093,70km2, với 17 quận huyện nội thành (440km2) nằm ở hạ lưu các con sông lớn: sông Đồng Nai, sông Sài Gòn, sông Bé, ven rìa Đồng bằng sông Cửu Long. Phía Đông: giáp tỉnh Đồng Nai, Bà Rịa – Vũng Tàu. Phía Tây: giáp tỉnh Long An. Phía Nam: giáp tỉnh Long An và biển Đông. Phía Bắc: giáp tỉnh Bình Dương. Quận Gò Vấp: Tổng diện tích tự nhiên toàn quận: 1975,85 ha trải dài theo hướng Đông – Tây với chiều dài khoảng 7,5 km và chiều rộng hướng Bắc – Nam nơi rộng nhất khoảng 5,9 km. Quận Gò Vấp nằm ở phía Bắc và Tây Bắc TP. HCM, có ranh giới như sau: Phía Đông: giáp quận Bình Thạnh. Phía Tây: giáp quận 12 qua kênh Tham Lương và quận Tân Bình. Phía Nam: giáp quận Phú Nhuận. Phía Bắc: giáp quận 12 qua sông Bến Cát. 1.1.2. Địa hình Thành phố Hồ Chí Minh: TP. HCM nằm trên vùng hạ lưu của lưu vực sông Đồng Nai. Đây là vùng chuyển tiếp từ vùng gò đồi Đông Nam Bộ. Cao độ địa hình biến thiên từ cao trình +30 m (vùng phía Bắc quận Thủ Đức) đến +0,5 m (phía Nam quận 7, huyện Nhà Bè). Độ dốc địa hình thấp dần từ Bắc Đông Bắc đến Tây Tây Nam. Có thể phân chia thành phố thành ba dạng địa hình: 5 Đồ án tốt nghiệp  Dạng địa hình gò đồi kiểu bát úp với cao độ biến đổi chủ yếu từ 2,0 m đến 30,0 m. Dạng địa hình này tập trung ở quận Thủ Đức, quận 9, các quận nội thành, quận 12, huyện Hóc Môn, Củ Chi, Bình Tân. Đây là vùng đất cao, không chịu ảnh hưởng thủy triều trừ một ít diện tích cục bộ nằm ven kênh rạch với cao trình < +2 m.  Dạng địa hình đồng bằng thấp, với cao độ biến đổi từ 0,8 m đến 1,5 m phân bố ở quận 2, quận 9, quận 7, Bình Chánh, Tân Phú, Nhà Bè, ven sông Sài Gòn. Đây là đồng bằng ngập triều hoặc ngập lũ do ảnh hưởng thủy triều (trừ các dải đất có dân cư với cao độ địa hình đến +3,0 m).  Dạng địa hình thấp trũng, với mặt đất lồi lõm, biến động (Cần Giờ, Nam Nhà Bè). Đây là khu vực gần biển, có cao trình thay đổi từ 0,3 m – 2,0 m. Quận Gò Vấp: Quận Gò Vấp có địa hình tương đối bằng phẳng, có độ dốc chung dưới 1%. Độ cao so với mặt nước biển từ 0,4 m đến 10 m, cao nhất ở khu vực ven sân bay Tân Sơn Nhất, thấp nhất ở khu vực ven sông Bến Cát. Địa hình toàn quận có thể chia ra ba loại sau:  Địa hình trũng với cao trình biến thiên từ 0,4 m đến 2 m, phân bố ven sông Bến Cát. Đây là vùng đất bưng, phát triển trên nền đất phèn tiềm tàng sâu, thoát thủy kém và thường xuyên bị ngập theo thủy triều.  Địa hình cao với cao trình biến thiên từ 2 m đến 10 m chiếm phần lớn diện tích đất của quận, đây là vùng đất gò phát triển trên nền đất xám phù sa cổ, thoát thủy khá tốt, điều kiện địa chất công trình thuận lợi cho công việc xây dựng các công trình lớn.  Địa hình chuyển tiếp giữa địa hình cao và địa hình trũng là phần chuyển tiếp giữa đất gò và đất bưng của quận, điều kiện địa chất không thuận lợi cho việc xây dựng các công trình, do mực nước ngầm cạn và hiện tượng chảy cát ảnh hưởng đến các vật liệu xây dựng, dễ làm biến dạng, nứt nẻ hoặc nghiêng lệch các công trình xây dựng. 6 Đồ án tốt nghiệp (Nguồn: Trung tâm thông tin quy hoạch TP. HCM) Hình 1.1. Bản đồ hành chính TP. HCM (Nguồn: ĐịaỐconline.vn) Hình 1.2. Bản đồ quận Gò Vấp 7 Đồ án tốt nghiệp 1.1.3. Điều kiện khí tượng thủy văn 1.1.3.1. Khí tượng Thành phố Hồ Chí Minh: TP. HCM nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo. Nhiệt độ cao đều trong năm và có hai mùa mưa – khô rõ ràng làm tác động chi phối môi trường cảnh quan sâu sắc. Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau. Theo tài liệu quan trắc nhiều năm của trạm Tân Sơn Hòa, qua các yếu tố khí tượng chủ yếu; cho thấy những đặc trưng khí hậu TP. HCM như sau:  Lượng bức xạ dồi dào, trung bình khoảng 140 Kcal/cm2/năm. Số giờ nắng trung bình/tháng 160 – 270 giờ. Nhiệt độ không khí trung bình 270C. Nhiệt độ cao tuyệt đối 400C, nhiệt độ thấp tuyệt đối 13,80C.  Lượng mưa cao, bình quân/năm 1.949 mm. Năm cao nhất 2.718 mm (1908) và năm nhỏ nhất 1.392 mm (1958). Số ngày mưa trung bình/năm là 159 ngày. Khoảng 90% lượng mưa hàng năm tập trung vào các tháng mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11; trong đó hai tháng 6 và 9 thường có lượng mưa cao nhất. Trên phạm vi không gian thành phố, lượng mưa phân bố không đều, có khuynh hướng tăng dần theo trục Tây Nam – Ðông Bắc. Ðại bộ phận các quận nội thành và các huyện phía Bắc thường có lượng mưa cao hơn các quận huyện phía Nam và Tây Nam.  Ðộ ẩm tương đối của không khí bình quân/năm 79,5%; bình quân mùa mưa 80% và trị số cao tuyệt đối tới 100%; bình quân mùa khô 74,5% và mức thấp tuyệt đối xuống tới 20%.  Về gió, TP. HCM chịu ảnh hưởng bởi hai hướng gió chính và chủ yếu là gió mùa Tây – Tây Nam và Bắc – Ðông Bắc. Ngoài ra có gió tín phong, hướng Nam – Ðông Nam. Quận Gò Vấp: Nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, quận Gò Vấp có nhiệt độ cao đều trong năm và hai mùa mưa – khô rõ rệt. Mùa mưa được bắt đầu từ tháng 5 tới 8 Đồ án tốt nghiệp tháng 11, còn mùa khô từ tháng 12 tới tháng 4 năm sau. Nhiệt độ trung bình 27oC, cao nhất lên tới 40oC, thấp nhất xuống 23,8oC, nhiệt độ trung bình 25 tới 28oC. Lượng mưa trung bình của quận Gò Vấp đạt 1.949 mm/năm, trong đó năm 1908 đạt cao nhất 2.718 mm, thấp nhất xuống 1.392 mm. Trên phạm vi không gian của quận, lượng mưa phân bố không đều.  Nhiệt độ không khí Chế độ nhiệt tại TP. Hồ Chí Minh nói chung và khu vực quận Gò Vấp nói riêng tương đối điều hòa. Nhiệt độ được đo tại trạm khí tượng Tân Sơn Nhất được trình bày trong bảng. Bảng 1.1. Nhiệt độ tại quận Gò Vấp Các đặc trưng Trị số (0C) Nhiệt độ trung bình năm (tính cho cả năm) 27,42 Nhiệt độ tối cao tuyệt đối (năm 1975) 41 Nhiệt độ tối thấp tuyệt đối (năm 1937) 13,8 Nhiệt độ của tháng cao nhất (tháng 4 hàng năm) 29 Nhiệt độ của tháng thấp nhất (tháng 12 hàng năm) 25,5 (Nguồn: Trạm khí tượng Tân Sơn Hòa, năm 2014) Như vậy, nhiệt độ trung bình ngày 270C, nhiệt độ cao nhất đạt đến 39 – 400C và nhiệt độ thấp nhất là từ 24 – 250C.  Ánh sáng Số giờ nắng bình quân: 6,3 giờ/ngày. Số giờ nắng tối đa: 12 giờ/ngày. Số giờ nắng thấp nhất: 5 giờ/ngày. Tháng có số giờ nắng cao nhất là tháng 5 (205 giờ). Tháng có số giờ nắng thấp nhất là tháng 11 (138 giờ).  Chế độ mưa Mưa có tác dụng làm sạch các chất ô nhiễm trong không khí và pha loãng các chất ô nhiễm trong nước sông, kênh rạch. Tuy nhiên, chế độ mưa ảnh hưởng rất lớn đến vấn đề ngập lụt đường phố. Nước mưa cũng cuốn trôi các chất ô nhiễm, đặc 9 Đồ án tốt nghiệp biệt là các chất thải nguy hại, vào nguồn nước gây ô nhiễm nguồn nước mặt và có thể ảnh hưởng đến nước ngầm vì toàn thành phố không có hệ thống thoát nước mưa, do đó sau cơn mưa có rất nhiều con đường trong quận bị ngập lụt gây mùi hôi thối từ các cống thoát nước và ách tắc giao thông. Lượng mưa có khuynh hướng tăng dần theo trục Đông Bắc – Tây Nam và về mặt không gian lượng mưa phân bố không đều trên phạm vi quận. Lượng mưa trong năm phân bố không đều, tập trung chủ yếu trong tháng 4 đến tháng 11; khô hạn xảy ra nặng trong tháng 12 đến tháng 3 ảnh hưởng xấu đến sinh hoạt và sản xuất. Kết quả quan trắc lượng mưa của trạm khí tượ...ẽ đầu tư để xây dựng các công trình giảm ngập gồm hai cống ngăn triều đầu kênh Vàm Thuật và Rạch Nước Lên, xây hệ 28 Đồ án tốt nghiệp thống cống bao, cống thoát nước quận Gò Vấp, nạo vét kênh Tham Lương – Bến Cát Được biết, UBND TP. HCM đã đề nghị Bộ KH&ĐT trình Thủ tướng Chính phủ phê duyệt các dự án chống ngập trên vào danh mục các dự án vay vốn Ngân hàng Thế giới tài khóa 2015 – 2017. Cụ thể, vốn ODA cần vay của Ngân hàng Thế giới khoảng 422 triệu USD, còn lại khoảng 39 triệu USD là vốn đối ứng của ngân sách thành phố. Dự án này sẽ do Trung tâm Điều hành Chương trình chống ngập nước TP. HCM làm chủ đầu tư thực hiện. Hiện nay, TP. HCM đang triển khai tuyến đê bao khép kín trên sông Sài Gòn theo Quyết định 1547 của Thủ tướng Chính phủ gồm nhiều cống lớn nhỏ với 12 cống ngăn triều chính gồm Rạch Tra, Vàm Thuật, Bến Nghé, Tân Thuận, Phú Xuân, Mương Chuối, sông Kinh, Kinh Lộ, Kinh Hàng, Thủ Bộ, Bến Lức, Kênh Xáng Lớn hạn chế khép kín không cho triều cường xâm nhập vào nội thị. Tuy nhiên, đây là một dự án lớn còn lâu mới hoàn thành nên trước mắt, thành phố đang triển khai nhiều giải pháp tạm thời như xây tường kè tạm, lắp van ngăn triều, túc trực 24/24 giờ tại các cửa xả, nắp hố ga để khai thông các vị trí bị rác lấp, dùng hàng chục máy bơm hoạt động hết công suất nhằm tiêu thoát nước mỗi khi mưa lớn. 2.3.2. Biện pháp quản lý Giải pháp thứ nhất là nâng cao chất lượng trong qui hoạch và hiệu quả quản lý qui hoạch xây dựng, nâng cao hiệu quả thực hiện các giải pháp giảm ngập nước và từng bước giảm ngập trên địa bàn; tăng cường liên kết hợp tác khoa học, liên kết với các nhà khoa học trên thế giới, dự báo, dự đoán tình hình biến đổi khí hậu để chúng ta có “kế hoạch ứng phó phù hợp”. Nhiều hộ dân trong thời gian qua đã tự cải tạo nhà, hẻm trong khu vực của mình để chống ngập cục bộ. Ngoài vận động, Nhà nước phải hỗ trợ một phần kinh phí cho người dân chủ động chống ngập. Kinh phí chống ngập nên được chia làm hai phần, một phần dành cho các chương trình chống ngập của thành phố, phần nữa để hỗ trợ người dân trong việc thích nghi và giảm nhẹ thương tổn do ngập. Các cơ quan chức năng cần tăng cường công tác duy tu, bảo dưỡng hệ thống thoát nước như nối thêm cống, sửa chữa miệng thu nước hầm ga, thay các tuyến 29 Đồ án tốt nghiệp cống hư hỏng, thông các miệng xả tại các kênh rạch bằng vốn duy tu cấp phát hằng năm. Nâng cao công tác quản lý, kiểm soát ngập, đánh giá chất lượng hệ thống thoát nước hiện có để khắc phục sửa chữa kịp thời, tránh xảy ra tình trạng ngập úng kéo dài. Tuyên truyền giáo dục ý thức cộng đồng: tăng cường công tác tuyên truyền giáo dục và vận động nhân dân có ý thức bảo vệ môi trường, bảo vệ hệ thống thoát nước hiện tại, không lấn chiếm kênh rạch, nghiêm cấm và xử phạt với các hành vi xả rác xuống kênh rạch, cống thoát nước làm tắc nghẽn dòng chảy. 2.4. Hiện trạng, nguyên nhân ngập và hướng giải quyết tại quận Gò Vấp Theo thống kê của Trung tâm Điều hành Chương trình chống ngập nước TP. HCM năm 2014, lượng mưa ngày lớn nhất đo được tại trạm Quang Trung lên đến 132,5 mm và các tuyến đường hay bị ngập do mưa gồm đường Lê Đức Thọ đoạn từ trường THCS Tây Sơn đến UBND phường 13; đường Quang Trung đoạn từ Phan Huy Ích đến cầu Chợ Cầu 2; đường Cây Trâm đoạn từ số 162 đến số 108. Bảng 2.2. Thống kê tình trạng ngập nước do mưa tại một số tuyến đường tại quận Gò Vấp Độ sâu Thời Phạm vi Số lần Diện tích STT Tên đường ngập gian ngập ngập ngập TB TB ngập TB Từ trường 1 Lê Đức Thọ Tây Sơn đến 4 0,35 m 875 m2 40 phút UBND P.13 Từ Phạm Văn 2 Quang Trung Chiêu đến 2 0,28 m 1410 m2 43 phút chân chợ Cầu Từ số 162 3 Cây Trâm 2 0,15 m 2500 m2 - đến số 108 (Nguồn: Trung tâm Điều hành Chương trình chống ngập nước TP. HCM) 30 Đồ án tốt nghiệp Nguyên nhân:  Phần lớn ngập nước do mưa lớn kết hợp thủy triều gây bể bờ bao;  Hệ thống thoát nước cũ, hư hỏng, cống không đủ để đáp ứng với lưu lượng nước thoát;  Sông, rạch bị san lấp, lấn chiếm bởi các công trình xây dựng và nhà ở;  Địa hình trũng với cao trình biến thiên từ 0,4 m đến 2 m, phân bố ven sông Bến Cát. Hướng giải quyết:  Tăng cường các biện pháp duy tu, nạo vét, tuần tra bảo vệ và thường xuyên kiểm tra hệ thống thoát nước theo phân cấp, gia cố các bờ bao xung yếu, đẩy nhanh tiến độ các công trình phòng, chống lụt bão;  Tham gia lập quy hoạch thoát nước và quy hoạch cốt san nền;  Khai thông các tuyến thoát nước trên đường hiện hữu, tăng khả năng thoát nước của mặt đường, vỉa hè để khắc phục tình trạng ngập úng;  Xử lý nghiêm các trường hợp san lấp, lấn chiếm sông rạch, xả rác trên sông, rạch, cống thoát nước;  Khống chế cốt xây dựng tối thiểu các công trình;  Đẩy nhanh công tác bồi thường, giải phóng mặt bằng dự án kênh Tham Lương – Bến Cát – Rạch Nước Lên;  Tăng diện tích hồ chứa nước trong khu quy hoạch Ấp Doi – phường 15. 31 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 3. CƠ SỞ VÀ HIỆN TRẠNG CỦA THU GOM SỬ DỤNG NƯỚC MƯA 3.1. Cơ sở của việc tận dụng nước mưa tại TP. HCM Lượng mưa trung bình năm tại TP. HCM là 1.949 mm, gần gấp 2 lần lượng mưa trung bình của thế giới. Nước mưa là một nguồn tài nguyên rất quan trọng, tuy nhiên hiện nay, thay vì tận dụng nguồn nước phong phú này, chúng ta lại tiếp tục để nước mưa chảy tràn ra đường, điều này kết hợp với hệ thống cống thoát nước xuống cấp và quá tải dẫn đến tình trạng ngập úng xảy ra nhiều nơi trên địa bàn TP. HCM. Vì vậy, tận dụng nguồn nước mưa là một giải pháp cần thiết góp phần giảm ngập tại khu vực nội thành TP. HCM. 3.1.1. Đặc điểm chế độ mưa TP. HCM Bảng 3.1. Số ngày mưa bình quân trong năm của các trạm ở TP. HCM. Trạm BQ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tháng Năm TB 1,3 0,7 1,5 3,9 12,1 14,8 17,0 16,0 16,4 15,9 8,5 4,1 112,1 Max 2,7 1,5 2,4 6,2 17,3 21,0 23,5 21,9 21,6 22,3 12,5 6,9 159,5 Min 0,4 0,1 0,7 2,2 6,9 7,3 8,4 8,5 9,7 8,7 4,4 1,6 59,1 (Nguồn: Trung tâm Khí tượng thủy văn Khu vực Nam Bộ, TK: 1990 - 2012) Mưa ở TP. HCM có đặc điểm là mưa rải rác một vài nơi, hình thành nhiều tâm mưa khác nhau trên khu vực và đặc biệt là lượng mưa ngày biến động lớn theo không gian – thời gian. Mưa đến nhanh và kết thúc nhanh, cường độ cao gây ngập xảy ra trong thời gian mưa ngắn (từ 120 – 150 phút), kết quả thống kê cho bảng 3.2 32 Đồ án tốt nghiệp Bảng 3.2. Thời gian kéo dài các trận mưa trên 40 mm Khả Xác suất Khả năng Xác năng Cấp tích luỹ Cấp xuất hiện suất tích xuất hiện (%) (%) luỹ (%) (%) Nhỏ hơn 2 giờ 17,9 17,9 Từ 6 đến 8 giờ 14,0 83,6 Từ 2 đến 4 giờ 24,9 42,8 Từ 8 đến 10 giờ 9,6 93,1 Từ 4 đến 6 giờ 26,8 69,6 Trên 10 giờ 6,9 100,0 (Nguồn: Trạm Tân Sơn Hòa – năm 2014) Các trận mưa có cường độ trên 40 mm thường kéo dài từ 2 đến 6 giờ, chiếm 69,6%. Các trận mưa kéo dài dưới 2 giờ cũng chiếm tỷ lệ khá cao 17,9%, các trận mưa kéo dài trên 10 giờ xảy ra tương đối nhỏ, chiếm 6,9%. Nhận xét chung: Lượng mưa trung bình năm ở TP. HCM khá cao 1.949 mm, tổng thời gian có mưa khá ngắn trong năm, mỗi cơn mưa thường có cường độ cao và thời gian mưa ngắn trong ngày. 3.1.2. Chất lượng nước mưa thu trực tiếp Chất lượng nước mưa thu gom từ các loại mái nhà và trong các thiết bị chứa sẽ có ảnh hưởng trực tiếp đến việc sử dụng nước mưa, tuy nhiên để đánh giá chính xác chất lượng nước mưa, chúng ta cần xét xem bản thân nước mưa thu trực tiếp ngoài trời có bị ảnh hưởng bởi các chất ô nhiễm trong môi trường không khí hay chưa. Khảo sát tại 12 trạm quan trắc chất lượng nước mưa tại TP. HCM (năm 2013) với 54 mẫu hứng trực tiếp cho thấy, chất lượng nước mưa khá mềm, nồng độ nitrat, sunphat đều nằm trong tiêu chuẩn về nước ăn uống mặc dù TP. HCM là đô thị có nhiều hoạt động xây dựng, sản xuất công nghiệp và giao thông. Đa số các chỉ tiêu chất lượng nước mưa đều đạt yêu cầu chất lượng nước dùng cho sinh hoạt và ăn uống; ngoại trừ độ đục và chỉ tiêu vi sinh (coliforms). Chất lượng nước mưa thu trực tiếp ngoài trời được tóm tắt trong Bảng 3.3 33 Đồ án tốt nghiệp Bảng 3.3. Kết quả phân tích các chỉ tiêu về nước mưa ở TP. HCM Đầu mùa mưa Giữa mùa mưa Cuối mùa mưa Chỉ tiêu Giá trị Đầu Giữa Đầu Giữa Đầu Giữa trận T6 trận T6 trận T9 trận T9 trận T11 trận T11 Độ TB 1,85 1,85 3,68 3,35 2,97 2,66 kiềm Max 6,00 10,50 7,29 5,95 4,80 4,80 (mg/l) Min 0,10 0,10 1,37 0,92 1,44 1,30 TB 1,85 1,85 3,68 3,35 2,97 2,66 Na+ Max 6,00 10,50 7,29 5,95 4,80 4,80 (mg/l) Min 0,10 0,10 1,37 0,92 1,44 1,30 TB 0,43 0,39 0,25 0,74 0,23 0,22 K+ Max 0,57 0,61 1,18 5,16 1,42 1,28 (mg/l) Min 0,33 0,21 0,00 0,01 0,02 0,01 Độ TB 4,33 4,54 4,33 5,12 0,77 0,67 cứng Max 5,51 6,11 6,56 10,01 2,19 2,16 (mg/l) Min 1,79 1,04 2,14 1,70 0,07 0,03 TB 2,62 2,60 1,56 1,76 0,68 0,64 Ca2+ Max 3,58 3,54 2,37 2,64 1,90 1,94 (mg/l) Min 0,96 0,53 0,81 0,65 0,07 0,03 TB 0,50 0,43 0,10 0,17 0,09 0,07 Mg2+ Max 0,81 0,85 0,24 0,83 0,83 0,23 (mg/l) Min 0,20 0,18 0,03 0,02 0,00 0,00 TB 4,97 3,59 0,10 0,14 0,78 0,63 - NO3 Max 10,34 6,25 0,17 0,57 2,43 2,40 (mg/l) Min 0,86 0,89 0,03 0,03 0,16 0,04 TB 2,43 2,89 1,73 2,19 1,37 1,12 Cl- Max 3,85 4,71 2,98 6,34 7,00 5,39 (mg/l) Min 0,44 1,64 1,08 0,54 0,25 0,17 2- SO4 TB 2,67 2,27 3,97 3,62 1,66 1,36 34 Đồ án tốt nghiệp (mg/l) Max 4,16 4,27 6,50 6,29 4,28 3,00 Min 0,10 0,74 2,23 0,62 0,60 0,15 TB 0,06 0,06 0,89 0,72 0,46 0,51 + NH4 Max 0,13 0,10 1,62 2,15 1,16 1,16 Min 0,01 0,01 0,20 0,07 0,02 0,14 (Nguồn: Tập 2 Môi trường, Trương Văn Hiếu và CTV, 2012) Nhận xét: Các mẫu nước mưa thu thập được tại 12 trạm đo khu vực TP. HCM và vùng phụ cận trong 3 đợt (đầu, giữa và cuối mùa mưa năm 2013: vào đầu và giữa + - + 2- - trận mưa), có nồng các ion như: Na , Độ cứng, NO3 , NH4 , SO4 , Cl rất thấp so + với tiêu chuẩn cho phép của nước ăn uống của Bộ Y tế. Riêng nồng độ NH4 và độ pH ở một số trạm có giá trị không đạt tiêu chuẩn nước uống của Bộ Y tế. Kết quả đánh giá chất lượng nước mưa đầu mùa được thực hiện trong năm 2013, cho thấy nước mưa của 4 – 6 trận đầu mùa có chất lượng kém hơn so với nước mưa ở giữa mùa. 3.1.3. Chất lượng nước mưa thu qua mái nhà Mặc dù nước mưa thu trực tiếp có chất lượng khá tốt như đề cập ở trên, nhưng khi nước mưa qua mái nhà thường bị nhiễm bẩn, chủ yếu là các chỉ tiêu độ đục, chất rắn lơ lửng, chất rắn hòa tan và vi sinh vật. Các nguyên nhân gây nhiễm bẩn này có thể kể đến như bụi, rong rêu, phân mèo, phân chim, từ mái nhà hay máng xối. Các loại mái nhà phổ biến tại TP. HCM và chất lượng nước mưa thu được: Hình 3.1. Mái nhà loại Fibro-ximăng, mái tôn, mái ngói Đặc điểm: Mái fibro-ximăng: Bề mặt nhám, dễ bám bụi, cặn, rong rêu; có thể có phân mèo, phân chim, thằn lằn... Nước mưa thu được thường đục và có nhiều cặn. Hàm 35 Đồ án tốt nghiệp lượng các chất ô nhiễm cao (độ đục, chất rắn lơ lửng, chất rắn hòa tan và vi sinh vật), vượt hơn qui chuẩn cho phép về chất lượng nước ăn uống và sinh hoạt. Lưu ý: không thu gom nước mưa từ mái fibro-ximăng để sử dụng cho ăn uống. Nước mưa trên mái tôn: Có thể bị ảnh hưởng bởi phân mèo, phân chuột, phân chim, phân thằn lằn và sự rỉ sét (của mái nhà, ốc vít), cao su đệm bị lão hóa. Mái tôn mới, nước mưa thu được có ít bụi, cặn hơn so với các loại mái nhà khác. Tuy nhiên mái tôn đã cũ, nước mưa thu được có thể chứa các chỉ tiêu kim loại, đặc biệt là sắt, kẽm. Mái ngói: Dễ bám bụi, cặn; có thể có phân mèo, phân chim, thằn lằn... Mái ngói dễ bị bám bụi, cặn, xác côn trùng, phân thằn lằn... và rất dễ bị đóng rêu, cây con mọc. Nước mưa thu từ mái ngói cũ hoặc mái nhà không được vệ sinh thường xuyên sẽ có nhiều cặn và hàm lượng độ đục, chất rắn lơ lửng, chất rắn hòa tan, vi sinh vật cao. 3.1.4. Lợi ích khi sử dụng nước mưa Nước mưa miễn phí: Chi phí duy nhất là hứng và sử dụng. Nước mưa làm giảm nhu cầu cung cấp nước ở đô thị, giúp tiết kiệm tiền cho các hóa đơn dùng nước. Nước mưa giúp sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên quí giá, làm giảm ngập lụt đô thị và giảm nước triều dâng trong cống rãnh. Nó làm giảm ô nhiễm nguồn nước mặt với những cáu cặn, phân bón và thuốc trừ sâu từ nước mưa chảy tràn làm sạch sẽ sông hồ, đại dương và những nguồn nhận khác của nước mưa. Tại một thành phố lớn như ở TP. HCM nếu hàng triệu hộ dân cùng sử dụng nước mưa sẽ có những ý nghĩa to lớn như: 1. Giảm thiếu nước cho các thành phố, giảm ngập lụt (đỡ tốn hàng tỷ đô la tiền đầu tư cho cấp nước và thoát nước, giảm hư hỏng cơ sở hạ tầng, phương tiện giao thông, tắc nghẽn giao thông...). 2. Chống nóng cho các thành phố vì sử dụng nước mưa rất mát để tưới cây, giặt, cọ rửa, điều hòa không khí cho các thành phố bị bê tông hóa hấp thụ nhiệt rất nóng (giảm điện cho điều hòa). 36 Đồ án tốt nghiệp 3. Giảm hút nước ngầm làm cạn kiệt tầng nước ngầm, tiết kiệm điện cho bơm nước ngầm, bổ sung nước mưa khi sử dụng cho tầng nước ngầm và chống sụt lún thành phố. 4. Nâng cao được nhận thức, ý thức, kiến thức của toàn dân về xây dựng những thành phố văn minh, xanh, sạch khi sử dụng tài nguyên thiên nhiên như nắng, mưa, gió, vừa an toàn vừa tiết kiệm như các nước văn minh đã làm được. 5. Đóng góp phần tiết kiệm đó vào việc giúp đỡ hàng triệu hộ đồng bào nghèo miền núi, biên giới, biển đảo, ngư dân 3.2. Hiện trạng thu hồi và sử dụng nước mưa 3.2.1. Trên thế giới Theo Viện Khoa học và Kỹ thuật môi trường (Bộ Xây dựng), đến nay, sử dụng nước mưa đã trở thành thói quen của nhiều nước trên thế giới. Trên thế giới có đến 49 sáng chế về hệ thống hứng nước mưa được đăng kí bảo hộ kể từ năm 2001 đến nay, sử dụng nước mưa thay thế cho một phần nước sinh hoạt ngày càng được quan tâm ở nhiều quốc gia. Các nước đại gia như Mỹ, Úc, Nhật cũng có các giải pháp hứng nước mưa để sử dụng một cách hiệu quả. 3.2.1.1. Các giải pháp thu hồi nước mưa giảm ngập trên thế giới Tại Hàn Quốc, đã có 50 thành phố triển khai thu gom và sử dụng nước mưa, kể cả đưa quy định xây dựng bể nước mưa thành bắt buộc khi xây dựng công trình. Hàn Quốc đã áp dụng và rất thành công với giải pháp lắp đặt các kết cấu rỗng dưới mặt đường. Những kết cấu này đủ cứng để ô tô du lịch hay xe tải nhỏ có thể đi được. Phần rỗng sẽ là phần được dùng để lưu giữ nước mưa. Một khi hệ thống cống thoát nước đã bớt quá tải, nước mưa từ kết cấu rỗng sẽ được cho thoát dần ra cống. Tuy nhiên, chi phí đầu tư kết cấu rỗng khá lớn, khoảng 50 – 100 USD/m3. Còn tại Nhật Bản, việc sử dụng nước mưa một cách có hiệu quả đã được Chính phủ và người dân hưởng ứng từ năm 1994 thông qua “Hội nghị về sử dụng nước mưa Quốc tế” được tổ chức tại thành phố Tokyo. Các trụ nước mưa công cộng là sáng kiến của ông Murase, chúng có tên gọi “Nước của Trời”. Không chỉ phục vụ nhu cầu rửa ráy cá nhân, các cột nước còn 37 Đồ án tốt nghiệp được dùng trong những trường hợp khẩn cấp như dùng để chữa cháy khi xảy ra hỏa hoạn. Với các trụ nước của trời, ông Murase cho rằng nó sẽ giúp giảm ¼ lượng nước tiêu thụ của mỗi gia đình trong 1 năm. (Nguồn: Tin Khoa học về nước mưa) Hình 3.2. “Nước của Trời” – sáng kiến của ông Murase Khi dạo quanh quận Ichitera – Kototoi thuộc thành phố Sumida, đi ngang qua đường phố Eco – Roji – đường phố sinh thái (Roji theo tiếng Nhật có nghĩa là “đường phố”) và sẽ thấy đường phố có tên Rojison – theo nghĩa đen là “tôn trọng các ngõ hẹp”. Phố Rojison có một bể chứa nước mưa ngầm với dung lượng tối đa 10 mét khối, có lắp đặt thêm bơm tay. Nguồn nước này được dùng tưới cây và được xem như hệ thống chứa nước mưa cho cộng đồng dùng trong trường hợp khẩn cấp. Những giải pháp thu gom nước mưa từ mái nhà, đường phố thoát nước vào lòng đất đã được xây dựng ở hầu khắp các thành phố của Anh, Mỹ, Úc, Đan Mạch, Hà Lan, đặc biệt ở Ấn Độ, Banglades, Nepal, Hawaii – những nước có điều kiện khí hậu, mưa nhiều tương tự như ở Việt Nam. Ngày nay, phân nửa diện tích đất Singapore đã trở thành khu vực thu nước mưa với hệ thống ống dẫn riêng biệt tách khỏi hệ thống nước thải. Với 14 hồ chứa nước ngọt và hai bể chứa, đến nay, diện tích khu vực thu nước chiếm đến hai phần ba diện tích Singapore. Tại Singapore, nước mưa được tận dụng và thu lại qua mạng lưới các đường cống, hệ thống kênh, mương, các ao, hồ, sông suối và các hồ chứa lớn trong thành phố với mục đích giữ lại được ít nhất 2/3 lượng nước mưa mỗi lần. Hiện nay rất nhiều nơi trên thế giới đã sử dụng hồ điều tiết hoặc dung tích điều tiết để bổ sung cho cơ cấu chống ngập như Hồng Kông, Nhật Bản, Thái Lan. 38 Đồ án tốt nghiệp Mô hình phát triển theo cụm và sử dụng công viên có diện tích đáng kể làm vùng đệm chống ngập của thành phố Curitiba (Brazil). Thành phố công khai thông tin, bản đồ về vùng có khả năng bị ngập lụt làm cho giá đất tại những nơi đó giảm xuống. Khi đó, chính quyền dễ dàng mua lại đất đai để biến chúng thành công trình công cộng và công viên. Vào mùa khô, công viên là nơi nghỉ ngơi, vui chơi của người dân thành phố. Vào mùa mưa lũ, những công viên này, với nền đất tự nhiên và thấp sẽ là nơi chứa và thẩm thấu một lượng nước đáng kể. Sau khi những công viên như vậy hoàn thành, các công trình và đất đai trong khu vực sẽ không còn nguy cơ ngập lụt và có cảnh quan đẹp nên sẽ tăng giá trị. Thông qua thuế đánh vào giá trị bất động sản, chính quyền thu lại được vốn đầu tư ban đầu cho công viên và giải quyết được vấn nạn lụt đô thị. Hầm đường bộ và quản lý nước mưa (hầm SMART) là công trình đường bộ kiêm thoát nước mưa ở Thủ đô Kuala Lumpur của Malaysia. Dài 9,7km, đây là hầm thoát nước mưa dài nhất Đông Nam Á và dài thứ nhì châu Á. Mục đích chính của đường hầm này là giải quyết tình trạng ngập lụt ở Kuala Lumpur và giảm tắc nghẽn giao thông ở một số giao lộ chính trong giờ cao điểm. 3.2.1.2. Các công trình tận thu nước mưa trên thế giới  Thu nước mưa từ toàn nhà tổng thống Ấn Độ Tòa nhà Tổng thống Ấn Độ được xây dựng trên một khuôn viên rộng 1,3 km2, năm 1998 Tổng thống Ấn Độ cho triển khai một hệ thống thu trữ nước mưa, nạp nước cho tầng ngầm trị giá 2 triệu rupi. Nước mưa được hứng từ mái, chứa trong 3 một bể dung tích 100 m để sử dụng cho các hoạt động khác ngoài ăn uống, lượng nước thừa sẽ được dẫn vào chứa trong một bể chứa bề mặt dung tích 900 m3, lượng nước tràn từ hai bể trên sẽ được dẫn đến nạp bổ sung cho các giếng đào trong khu vực làm dâng mực nước ngầm lên 2,58 m. Hệ thống nạp nước mưa cho tầng ngầm ở Shram Shakti Bhawan, Delhi làm dâng mực nước ngầm từ 1,43 đến 2,15 m. 39 Đồ án tốt nghiệp Hình 3.3. Dinh thự hoành tráng của tổng thống Ấn Độ Hình 3.4. Hệ thống thu gom nước mưa tại dinh thự 40 Đồ án tốt nghiệp  Thu nước mưa từ nhà thi đấu Sumo Kokugikan ở Tokyo Nhật Bản Nhà thi đấu Sumo Kokugikan (diện tích mái 840 m2) ở Tokyo hứng nước cho 3 một bể ngầm 1000 m sử dụng cho cấp nước nhà vệ sinh. Hiện có khoảng 750 khu nhà có hệ thống hứng nước như nhà thi đấu Sumo nói trên. Hình 3.5. Mái hứng nước mưa nhà thi đấu Sumo Kokugikan Hình 3.6. Bơm tay bơm nước mưa từ bể chứa nước ngầm tại nhà thi đấu  Kênh ngầm thoát nước đô thị tại Nhật Bản Tại thành phố Kasukabe thuộc tỉnh Saitama, giáp ranh thủ đô Tokyo có một hệ thống xử lý nước qui mô nhằm ngăn chặn lụt lội. Người ta gọi nó là Kênh ngầm thoát nước bên ngoài đô thị. Thật ra, đó là hồ chứa nước nhân tạo trong lòng đất. Hồ chứa ngầm này được xây dựng cách đây 30 năm, nhiệm vụ của nó là giúp giảm tải lượng nước quá lớn tại các con sông vào mùa mưa. 41 Đồ án tốt nghiệp Hình 3.7. Kênh ngầm thoát nước bên ngoài đô thị Nhật Bản Hồ chứa ngầm được xây dựng bên dưới tuyến đường quốc lộ, ở độ sâu 50 mét, chiều rộng của hồ chứa là 10 mét và chiều dài của nó là 6,3 km. Hồ chứa nước có sức chứa 670.000 m3 nằm trong lòng đất này tỏ ra rất hiệu quả trong việc kiểm soát tình trạng lụt lội ở khu vực nội ô. Thành phố Kasukabe khô ráo vào những ngày mưa một phần nhờ vào hệ thống xử lý nước này.  Sân vận động mái vòm Tokyo Là nơi thường xuyên diễn ra các trận đấu bóng chày với lượng khán giả rất lớn. Để phục vụ nhu cầu cá nhân cho những người này phải cần đến một khối lượng nước không hề nhỏ. Trên phần mái của sân vận động được trang bị hệ thống trữ nước mưa. Người ta dùng nước mưa để làm vệ sinh và dội toilet trong sân vận động, bằng cách này, ban quản lý sân vận động có thể tiết kiệm tiền chi trả cho 68.000 m3 nước mỗi năm. 42 Đồ án tốt nghiệp Hình 3.8. Sân vận động mái vòm Tokyo  Các công trình tận dụng nguồn nước mưa ở Singapore Hệ thống Parkroyal có biểu tượng công trình khách sạn xanh ngay ngoài mặt tiền. Đó là biểu tượng kiến trúc xanh một cách nghệ thuật tinh tế với hệ thống cây xanh được thiết kế theo nhiều cấp bậc gồm các loại cây nhiệt đới và dây leo. Cùng với đó là hệ thống làm mát tiết kiệm năng lượng và vô cùng hiệu quả, hệ thống xử lý nước mưa, nước thải, hệ thống ánh sáng cảm biến và kính năng lượng mặt trời Hình 3.9. Khách sạn Parkroyal với hệ thống thu và xử lý nước mưa Khách sạn Marina Bay Sands là công trình nổi tiếng với bể bơi dài 151 m và vườn cây khổng lồ nằm trên phần mái nối liền 3 tòa tháp chọc trời. Nó có kiểu kiến trúc điển hình trong đô thị hiện đại của Singapore. Khi trời mưa, bể bơi có thể chứa được một lượng nước khổng lồ có thể xử lý sơ bộ để sử dụng. 43 Đồ án tốt nghiệp Hình 3.10. Vườn cây và hồ bơi trên mái khách sạn Marina Bay Sands Công trình quan trọng là “Những khu vườn bên vịnh”. Đây là công viên rộng 101 ha nằm giữa trung tâm Singapore. Hệ thống cây năng lượng mặt trời cao tới 54 m là điểm nhấn của khu vườn. Nó giúp tạo ra năng lượng từ ánh sáng mặt trời, thông hơi cho các tòa nhà gần đó và hứng nước mưa. Người ta trồng các loại thực vật xung quanh thân cây khổng lồ và nối liền chúng để du khách dạo bộ ngắm cảnh từ độ cao hàng chục mét. Hình 3.11. Khu tổ hợp công trình Garden by the Bay 44 Đồ án tốt nghiệp  Hệ thống thu gom nước mưa tại thành phố Atlanta – Mỹ (Nguồn: Đồ họa của WRT và Sasaki) Hình 3.12. Ba công cụ trong thiết kế đô thị nhằm lưu trữ nước mưa làm giảm tốc độ và lưu lượng dòng chảy bề mặt Các kiến trúc sư đặt ra một viễn cảnh mà hệ thống lưu trữ nước mưa sẽ phụ thuộc vào hạ tầng công cộng nhiều hơn: các tòa nhà sẽ chỉ thu gom 1 inch nước mưa, 2,4 inch còn lại sẽ là “trách nhiệm” của hệ thống “đường xanh” (green street) và một khu vực ngập nước sinh thái (constructed wetland) nhân tạo. Với thiết kế này, thành phố sẽ có thêm không gian xanh, gia tăng sự đa dạng về sinh học, giảm nhu cầu nước “máy” và giảm nguy cơ ngập lụt đáng kể. 3.2.2. Tại Việt Nam Theo số liệu của chương trình mục tiêu nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn năm 2013, nước ta vẫn còn 2% người sử dụng nước mưa, chủ yếu là dân ở Đồng bằng sông Cửu Long, vùng sâu, vùng xa, vùng đồng bào dân tộc biên giới phía Bắc. Còn ở các thành phố lớn khái niệm “sử dụng nước mưa” nghe có vẻ xa vời. 45 Đồ án tốt nghiệp (Nguồn: Thông tin khoa học về sử dụng nước mưa năm 2013) Hình 3.13. Người dân huyện Cần Giờ (trái), tỉnh Tiền Giang (phải) hứng nước mưa để uống (Nguồn: Thông tin khoa học về sử dụng nước mưa năm 2013) Hình 3.14. Người dân thôn Mỹ Phú 1, An Hiệp (Tuy An) Phú Yên tận thu nước mưa từ hệ thống máng hứng để sử dụng Sáng ngày 27/3/2015, tại Trường Đại học Xây dựng, Viện Khoa học Kỹ thuật Môi trường (IESE) cùng với Trung tâm Nghiên cứu nước mưa, Trường Đại học Quốc gia Seoul, Công ty Eco-protect, Hàn Quốc, cùng các đối tác, đã long trọng tổ chức Lễ Khánh thành, đưa vào sử dụng hệ thống xử lý nước mưa thành nước uống trực tiếp, với công nghệ Ozone H.O.P.S và Lễ ký kết triển khai thực hiện dự án Tăng cường năng lực về nghiên cứu nước mưa. 46 Đồ án tốt nghiệp (Nguồn: Báo Sài gòn giải phóng) Hình 3.15. Cắt băng khánh thành và đưa vào sử dụng Hệ thống cấp nước uống từ nước mưa H.O.P.S Nước mưa được thu gom từ mái một số tòa nhà trong khuôn viên trường Đại học Xây dựng, với diện tích thu gom xấp xỉ 800 m2, sau đó chảy theo các đường ống dẫn vào các bể chứa. Hệ thống gồm các công trình và thiết bị như các đường ống thu và dẫn nước mưa, thiết bị tách nước mưa đợt đầu, bể chứa nước mưa, hệ thống xử lý nước mưa bằng công nghệ màng vi lọc (MF), mạng lưới đường ống phân phối nước tới các vòi uống nước trực tiếp. Nhóm nghiên cứu cũng đã tiến hành lắp đặt hàng chục hệ thống thu gom, xử lý và cung cấp nước mưa cho các hộ gia đình nghèo, nhà trẻ, trạm y tế ở vùng nông thôn tại ngoại thành Hà Nội, Hà Nam.  Thu gom nước mưa ở Đồng bằng sông Cửu Long Dự án thu gom nước mưa được tài trợ bởi tổ chức CSIRO (Australia) nên kinh phí lắp ráp bộ lọc nước mưa chỉ khoảng 3,5 triệu đồng, mức đầu tư thấp, cho hiệu quả về kinh tế và sức khỏe lâu dài. Kết quả từ mô hình thí nghiệm tại Đại học Cần Thơ, việc sử dụng nguồn nước mưa đã giúp tiết kiệm được 400 khối nước máy, tương đương 60% lượng nước máy tiêu thụ. 47 Đồ án tốt nghiệp (Nguồn: Rainwater Harvesting Guidebook) Hình 3.16. Thu nước mưa tại tòa nhà CENTer – Cần Thơ (trái) và Thu gom nước mưa tại hộ gia đình (phải) (Nguồn: Trường Đại học Cần Thơ) Hình 3.17. Mô hình thu gom nước mưa và hệ thống làm mát mái nhà do thanh niên Cần Thơ thực hiện Để tận thu nguồn nước mưa, PGS.TS. Nguyễn Việt Kỳ, Trưởng khoa Kỹ thuật địa chất và dầu khí, Trường Đại học Bách khoa TP. HCM đã thử nghiệm thành công đề tài “Nghiên cứu bảo vệ và phát triển nước dưới đất bằng nguồn nước mưa 48 Đồ án tốt nghiệp tại khu vực nội thành TP. HCM”. Nếu áp dụng rộng rãi phương pháp từ nghiên cứu này, với lượng mưa năm bình quân của TP. HCM từ 1600 – 2200 mm, mỗi năm lượng nước mưa thu gom được là trên 32 triệu m3. (Nguồn: Trường Đại học Bách Khoa TP. HCM) Hình 3.18. PGS.TS. Nguyễn Việt Kỳ giới thiệu hệ thống thu gom nước mưa được nghiên cứu và thí điểm thành công 3.3. Một số mô hình cho việc thu gom nước mưa tại TP. HCM  Hệ thống thu gom nước mưa tại đô thị Đối với khu vực dân cư đô thị tập trung để giảm thiểu sự úng ngập, mỗi hộ dân có thể đóng góp sức vào đó như làm các bể chứa thu nước mưa tại mỗi gia đình, mỗi tòa nhà. Cách làm này vừa cho phép sử dụng nguồn nước quý trời cho trong sinh hoạt, tưới vườn, rửa xe... mà còn giảm thiểu đáng kể lưu lượng nước mưa tập trung vào hệ thống thoát nước đô thị. Ở khu tập thể: Nếu đặt một loại vòng hình tròn có độ rộng phù hợp để đặt bên trong ống máng tại các khớp nối thì phần lớn nước mưa đổ dọc theo đường ống và bị phân tách điểm khớp nối này và chảy qua một ống nối khác để vào bể chứa. Nước mưa tiếp tục chảy vào bể chứa cho đến khi đầy. Như vậy tất cả các hộ gia đình đều có thể chứa nước mưa chứ không phải chỉ riêng các hộ tầng trên cùng 49 Đồ án tốt nghiệp (Nguồn: Sách nước mưa và chúng ta – 1995) Hình 3.19. Mô hình thu nước mưa tại các chung cư Chúng ta có thể sử dụng mái hiên hoặc những chiếc ô bằng nhựa vinyl gắn vào một đầu trục. Những chiếc ô này sẽ hứng nước mưa rồi chảy vào ống dẫn bằng nhựa vinyl. (Nguồn: Sách nước mưa và chúng ta – 1995) Hình 3.20. Thu nước từ mái hiên Lượng nước mưa thu gom từ mặt tường thẳng đứng của tòa nhà ước chừng khoảng 50% so với lượng nước thu được từ bề mặt nằm ngang có diện tích tương đương. 50 Đồ án tốt nghiệp (Nguồn: Sách nước mưa và chúng ta – 1995) Hình 3.21. Mô hình thu nước mưa từ mái và bức tường của nhà cao tầng  Thu gom nước mưa tại khu công cộng Một tháp cột mốc có hình dáng tương tự như một cánh tay và lòng bàn tay hướng lên phía bầu trời và đặt giữa công viên, thể hiện nước mưa là “món quà của thượng đế”. Cũng như vậy, nước mưa được thu hồi từ phần có hình bàn tay của tháp và chảy vào bể chứa đặt bên trong tháp. Một phần nước mưa được dùng cho nhà vệ sinh công cộng đặt ở phía dưới tháp. Phần còn lại chảy xuôi xuống theo đường ống xoắn và là nguồn phát điện. (Nguồn: Sách nước mưa và chúng ta – 1995) Hình 3.22. Công viên nước mưa 51 Đồ án tốt nghiệp (Nguồn: Sách nước mưa và chúng ta – 1995) Hình 3.23. Hệ thống thoát nước mưa trong đô thị Tận dụng tốt nguồn nước mưa là giải pháp toàn diện cho vấn đề tài nguyên nước và môi trường. Tài nguyên nước vô cùng quan trọng đối với con người nhưng không phải là vô tận. Việc giữ gìn và sử dụng tiết kiệm nguồn tài nguyên này là nhiệm vụ sống còn không chỉ của từng cá nhân, gia đình mà còn là của toàn xã hội. 52 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 4. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP THU HỒI NƯỚC MƯA TẠI QUẬN GÒ VẤP Với tình trạng ngập lụt xảy ra nhiều năm tại TP. HCM, các nhà nghiên cứu cũng đã đưa ra rất nhiều các giải pháp chống ngập bao gồm cả biện pháp công trình và biện pháp quản lý. Nhằm góp phần giảm ngập bằng biện pháp tận thu nước mưa, đồng thời tận dụng nguồn nước này cho nhiều mục đích khác nhau, đề tài này đưa ra 3 đề xuất thu gom nước mưa trên mái nhà, gồm có thu gom nước mưa theo từng hộ gia đình đơn lẻ, thu nước mưa theo cụm hộ gia đình và thu gom cho một khu vực. Nhà mái ngói Theo hộ gia Nhà mái tôn đình đơn lẻ Nhà có sân thượng PHƯƠNG ÁN Theo cụm THU GOM liên kế NƯỚC MƯA Theo tuyến cống chính Hình 4.1. Sơ đồ các phương án đề xuất thu gom nước mưa 4.1. Thu gom nước mưa hộ gia đình đơn lẻ Các kiểu mái nhà phố biến ở quận Gò Vấp là nhà mái ngói, nhà có sân thượng và nhà mái tôn, vì vậy phần đề xuất thu gom nước mưa cho từng hộ gia đình đơn lẻ sẽ tương ứng với 3 kiểu mái nhà trên. 4.1.1. Thu nước mưa từ nhà mái ngói  Địa điểm thu gom: nhà số 90/41, đường Cây Trâm, phường 8, quận Gò Vấp, TP. HCM. 53 Đồ án tốt nghiệp  Tổng diện tích hình chiếu mái nhà: 53 m2  Mô hình nhà 15m2 29m2 9m2 Hình 4.2. Mô hình nhà thu nước mưa trên mái 4.1.1.1. Xác định lưu lượng nước mưa và đường kính ống đứng thu nước mưa  Lư... 35 2 1/5B Quang Trung 11 5,5 10 60,5 50 3 1/5C Quang Trung 10 3 8 30 25 4 1/5D Quang Trung 10 3 10 30 25 5 2/5H Quang Trung 10 3,5 6 35 30 TỔNG 165m2  Mô hình cụm nhà: Hình 4.12. Mô hình cụm nhà thu gom nước mưa  Xét cơn mưa có cường độ lớn 80 mm/ngày. Với tổng diện tích thu gom nước mưa là 165 m2, ta có tổng lượng nước mưa lớn nhất thu được là: 80 × 10−3 × 165 × 0,85 = 11,22 m3  Nhu cầu sử dụng nước mưa: sử dụng nước mưa cho mục đích xối rửa bồn vệ sinh, tính cho 32 người, với nhu cầu 30 l/người.ngày. Nhu cầu sử dụng nước mưa trong 1 tháng của 5 hộ gia đình là: 30 l/người.ngày × 32 người × 30 ngày × 10−3 = 28,8 m3/tháng  Chọn bể chứa nước mưa có thể tích 60 m3, dùng cho 5 hộ gia đình. 68 Đồ án tốt nghiệp  Kiểm tra thể tích bể chứa nước mưa: Bảng 4.10. Xác định thể tích bể chứa nước mưa Lượng nước mưa Nhu cầu sử dụng Lượng nước còn Tháng lớn nhất thu được nước mưa trung bình lại trong bể (m3) (m3) (m3) 5 27,852 28,8 - 0,948 6 40,524 28,8 11,724 7 38,676 28,8 21,6 8 35,508 28,8 28,308 9 44,880 28,8 44,388 10 34,056 28,8 49,644 11 15,444 28,8 36,288 69 Đồ án tốt nghiệp  Sơ đồ hệ thống thu gom nước mưa cho một cụm nhà Hình 4.13. Sơ đồ hệ thống thu gom nước mưa sử dụng cho cụm nhà  Thuyết minh sơ đồ hệ thống thu gom sử dụng nước mưa Nước mưa được thu gom trên các mái nhà và sân thượng chảy dọc theo đường ống đứng 90 xuống đường ống chung nằm ngang 120. Sau đó, nước sẽ theo đường ống chảy vào thùng chứa nước mưa đầu trận, khi thùng nước đầy banh phao sẽ nổi lên ngăn không cho nước chảy xuống và nước sẽ chảy qua đường ống nằm ngang đi vào ngăn chứa nước mưa vào, tại đây sẽ có quá trình lắng cặn. Khi ngăn lắng đầy nước sẽ tràn qua phần bể chứa, nước mưa tại đây tương đối sạch. Dùng 70 Đồ án tốt nghiệp bơm chìm để bơm nước lên phân phối vào các nhà vệ sinh để dùng cho mục đích xối rửa.  Chi phí cho việc thu gom nước mưa sử dụng cho 5 hộ gia đình trên Bảng 4.11. Dự toán chi phí lắp đặt hệ thống thu gom nước mưa STT Hạng mục Số lượng Đơn giá Thành tiền 1 Ống PVC 90 42 30.000 1.260.000 2 Ống PVC 49 30 21.000 630.000 3 Bể chứa nước mưa 60 m3 1 120.000.000 120.000.000 4 Bơm chìm 1 2.000.000 2.000.000 5 Thùng chứa nước mưa đầu trận 1 200.000 200.000 124.090.000 TỔNG CHI PHÍ DỰ KIẾN 24.818.000/hộ  Lượng nước mưa lớn nhất thu được trong các tháng mùa mưa: 1.428 mm/m2 × 165 m2 = 235.620 lít = 235,62 m3  Lượng nước cấp tiết kiệm được cho thành phố là 235,62 m3/năm.  Giá tiền cho 1 m3 nước cấp hiện tại là 5.300 VND.  Tổng số tiền tiết kiệm được từ việc sử dụng nước mưa trong các tháng mùa mưa là: 235,62 × 5.300 = 1.248.786 VND  Tổng số tiền tiết kiệm được từ việc sử dụng nước mưa trong các tháng mùa mưa cho từng hộ gia đình là: 1.248.786 / 5 = 249.757 VND 4.3. Thu gom nước mưa trữ trong hồ chứa cho một lưu vực  Chọn lưu vực thu gom mà tuyến cống chính phục vụ nằm trên đường Lê Văn Lượng với cửa xả khu công viên, với tổng chiều dài 3.782 m. Diện tích nhà ở để thu gom nước mưa trên mái và sân thượng là 13.500 m2 với 450 hộ gia đình.  Diện tích hữu ích thu nước mưa trên mái nhà và sân thượng là: 71 Đồ án tốt nghiệp 80% × 13.500 m2 = 10.800 m2  Bề rộng làn đường là 10 m, tổng diện tích thu gom nước mưa chảy tràn là: 20% × 13.500 + 3.782 × 10 = 40.520 m2  Xác định lưu lượng mưa tính toán cho lưu vực trên: Qtt =  × ∝ × qv × F (l/s) Trong đó: : Hệ số phân bố mưa (phụ thuộc vào diện tích thu nước mưa). Với F < 10 ha, chọn  = 1. ∝ : Hệ số dòng chảy phụ thuộc vào lớp phủ bề mặt (cỏ, bê tông), điều kiện đất đai, độ dốc địa hình, cường độ mưa và thời gian mưa. Với mái nhà: ∝ = 0,95; với đường nhựa, ∝ = 0,6. qv : Cường độ mưa tính toán (l/s.ha). Tại TP. HCM, qv = 74 l/s.ha. F: Diện tích lưu vực tính toán. Suy ra: 3 Qtt = (0,95 × 1,08 + 0,6 × 3,782) × 74 = 244 l/s = 0,244 m /s  Xác định lưu lượng nước thải lớn nhất của khu vực trên: 퐾푐ℎ푢푛𝑔 × 푁 × 푞𝑖 Qmax = 86400 Trong đó: Kchung: Hệ số điều hoà chung, phụ thuộc vào lưu lượng trung bình giây (qtb (l/s)) nước thải chảy vào hệ thống, chọn Kchung = 2,5 N: Dân số lưu vực tính toán. qi: Tiêu chuẩn thải nước sinh hoạt (l/người.ngày), qi = (75 – 80)% qc. Suy ra: 2,5 × 2250 × 100 Qmax = = 6,5 l/s 86400  Lưu lượng nước thải lớn nhất của các nhà máy, xí nghiệp các công trình công cộng là 5,3 l/s.  Tổng lưu lượng nước thải lớn nhất chảy về cống: 6,5 + 5,3 = 11,8 l/s.  Tổng lưu lượng nước thải và nước mưa chảy về cống: 11,8 + 244 = 255 l/s. 72 Đồ án tốt nghiệp  Xây giếng tách nước mưa với lưu lượng nước đầu vào là 255 l/s = 0,255 m3/s.  Chọn giếng tràn tách nước mưa hình vuông có thể tích 1 m3 với các kích thước L × B × H = 1 m × 1 m × 1 m  Lưu lượng nước mưa chảy về bể chứa là 244 l/s = 0,244 m3/s.  Xét trận mưa kéo dài trong 1 giờ với cường độ mưa 74 l/s.ha, tổng thể tích nước mưa chảy về bể chứa là: 0,244 × 3600 = 878 m3.  Chọn bể chứa nước mưa hình chữ nhật có thể tích 1.890 m3 được chia thành 3 ngăn, ngăn thứ nhất dùng để chứa nước mưa đầu vào, đồng thời lắng cặn. Ngăn thứ 2 dùng để lọc nước mưa với lớp cát và sỏi, ngăn thứ 3 chứa nước đầu ra tương đối sạch. 73 Đồ án tốt nghiệp Hình 4.14. Sơ đồ hệ thống hồ trữ nước mưa tập trung Thuyết minh hệ thống hồ trữ nước mưa tập trung Ta tận dụng hệ thống thoát nước chung của khu vực để thu gom nước mưa từ trên mái nhà của người dân để hạn chế nước mưa chảy tràn gây ngập lụt. Nước mưa thu được trên mái nhà sẽ đổ vào tuyến cống cấp 4, sau đó chảy ra tuyến cống cấp 3 và đổ vào tuyến cống chính. Khi trời mưa, lưu lượng nước mưa thu được đủ lớn để pha loãng nồng độ nước thải, làm giảm các thông số gây ô nhiễm đáng kể trong nước thải, vì vậy hỗn hợp nước mưa và nước thải được xem là tương đối sạch. 74 Đồ án tốt nghiệp Nước thải trộn lẫn với nước mưa từ tuyến cống chính cùng chảy đến giếng tách nước mưa, tại đây, phần lớn nước sẽ được thu gom qua hệ thống ống chảy vào bể chứa nước mưa, tại đây có hệ thống xử lý sơ bộ bằng cách lắng, lọc, nước sạch đầu ra sẽ chảy qua phần bể chứa nước mưa. Khi bể đầy, các nhà máy cấp nước hoặc các công ty môi trường đô thị có thể lấy nước từ bể chứa để cấp nước hoặc tưới cây, rửa đường  Chi phí cho việc thu gom nước mưa sử dụng cho 450 hộ gia đình trên đường Nguyễn Văn Lượng  Giả định 1: 450 nhà đều là nhà có mái ngói Bảng 4.12. Dự toán chi phí lắp đặt hệ thống thu gom nước mưa cho Giả định 1 STT Hạng mục Số lượng Đơn giá Thành tiền 1 Máng xối nhựa composite 1.350 150.000 202.500.000 Phễu thu nước mưa 120 có 2 1.350 70.000 94.500.000 chắn rác 3 Ống PVC 90 7.650 30.000 229.500.000 4 Ống PVC 49 3.150 21.000 66.150.000 5 Nối góc 90 2.250 20.000 45.000.000 6 Tê 90 1.800 20.000 36.000.000 7 Ống PVC 120 4.000 60.000 24.000.000 8 Bể chứa nước mưa 1.890 m3 1 3.780.000.000 3.780.000.000 9 Song chắn rác 30 mm 1 1.350.000 1.350.000 10 Song chắn rác 5 mm 1 750.000 750.000 11 Giếng tách tràn 1 5.000.000 5.000.000 12 Cát thạch anh (1 – 2 mm) 14 m3 1.100.000 15.400.000 13 Sỏi thạch anh (5 – 10 mm) 7 m3 900.000 6.300.000 4.506.450.000 TỔNG CHI PHÍ DỰ KIẾN 10.014.333/hộ 75 Đồ án tốt nghiệp  Giả định 2: 450 nhà đều là nhà có sân thượng Bảng 4.13. Dự toán chi phí lắp đặt hệ thống thu gom nước mưa cho Giả định 2 STT Hạng mục Số lượng Đơn giá Thành tiền 1 Ống PVC 90 4.500 30.000 135.000.000 2 Ống PVC 49 7.200 21.000 151.200.000 3 Nối góc 90 4.050 20.000 81.000.000 4 Tê 90 1.800 20.000 36.000.000 5 Ống PVC 120 4.000 60.000 24.000.000 6 Bể chứa nước mưa 1.890 m3 1 3.780.000.000 3.780.000.000 7 Song chắn rác 30 mm 1 1.350.000 1.350.000 8 Song chắn rác 5 mm 1 750.000 750.000 9 Giếng tách tràn 1 5.000.000 5.000.000 10 Cát thạch anh (1 – 2 mm) 14 m3 1.100.000 15.400.000 11 Sỏi thạch anh (5 – 10 mm) 7 m3 900.000 6.300.000 4.236.000.000 TỔNG CHI PHÍ DỰ KIẾN 9.413.333/hộ  Giả định 3: 450 nhà đều là nhà có mái tôn Bảng 4.14. Dự toán chi phí lắp đặt hệ thống thu gom nước mưa cho Giả định 3 STT Hạng mục Số lượng Đơn giá Thành tiền 1 Ống PVC 90 4.500 30.000 135.000.000 2 Ống PVC 49 900 21.000 18.900.000 3 Nối góc 90 3.600 20.000 72.000.000 4 Tê 90 450 20.000 9.000.000 5 Ống PVC 120 4.000 60.000 24.000.000 6 Bể chứa nước mưa 1.890 m3 1 3.780.000.000 3.780.000.000 7 Song chắn rác 30 mm 1 1.350.000 1.350.000 8 Song chắn rác 5 mm 1 750.000 750.000 9 Giếng tách tràn 1 5.000.000 5.000.000 76 Đồ án tốt nghiệp 10 Cát thạch anh (1 – 2 mm) 14 m3 1.100.000 15.400.000 11 Sỏi thạch anh (5 – 10 mm) 7 m3 900.000 6.300.000 4.067.700.000 TỔNG CHI PHÍ DỰ KIẾN 9.039.333/hộ 4.4. Hiệu quả giảm ngập từ việc thu gom nước mưa ở quận Gò Vấp 4.4.1. Các điểm ngập và thông số ngập tại quận Gò Vấp Bảng 4.15. Các điểm ngập và thông số ngập tại quận Gò Vấp Số lần Độ sâu Diện tích Thời gian Tên Phạm vi STT ngập TB ngập TB ngập TB ngập TB đường ngập tháng (m) (m2) (phút) Từ trường THCS Tây Lê Đức 1 Sơn đến 4 0,35 875 40 Thọ UBND phường 13 Từ Phạm Văn Quang 2 Chiêu đến 2 0,28 1410 43 Trung chân Chợ Cầu Cây Từ số 162 3 2 0,15 2500 - Trâm đến số 108 (Nguồn: Trung tâm Điều hành Chương trình chống ngập TP. HCM, năm 2014) 4.4.2. Tính toán giảm ngập từ việc thu gom nước mưa 4.4.2.1. Tính toán giảm ngập từ Phương án 1: Thu gom theo hộ gia đình  Với mô hình thu gom nước mưa sử dụng cho hộ gia đình, ta xét diện tích thu nước mưa trung bình của một hộ gia đình là 45 m2.  Xét trận mưa có cường độ lớn 40 mm, thể tích nước mưa lớn nhất có thể thu được là: 45 × 40 × 10-3 = 1,8 m3. 77 Đồ án tốt nghiệp Bảng 4.16. Hiệu quả giảm ngập từ việc thu gom nước mưa Số Độ Diện Độ Diện Số lần hộ sâu tích sâu tích % Tên Phạm vi ngập dân STT ngập ngập ngập ngập giảm đường ngập TB thu TB TB mới mới ngập tháng nước (m) (m2) (m) (m2) mưa Từ trường THCS Lê Tây Sơn 1 Đức 4 0,35 875 200 0,1 258 70,5% đến Thọ UBND phường 13 Từ Phạm Quang Văn Chiêu 2 2 0,28 1410 276 0,07 345 75,5% Trung đến chân Chợ Cầu Cây Từ số 162 3 2 0,15 2500 358 - - 100% Trâm đến số 108 Nhận xét: Khi thực hiện việc thu gom nước mưa tại các hộ gia đình riêng lẻ để sử dụng nhất là ở các khu vực thường xuyên bị ngập sẽ góp phần giảm ngập đáng kể cho các khu vực đó. Cụ thể nếu tiến hành thu gom nước mưa ở 200 hộ gia đình thuộc khu vực ngập trên đường Lê Đức Thọ sẽ giảm ngập 70,5% cho khu vực từ trường THCS Tây Sơn đến UBND phường 13; thu gom nước mưa ở 276 hộ gia đình nằm trên đường Quang Trung khu vực gần chân Chợ Cầu sẽ giảm ngập 75,5 % cho khu vực từ Phạm Văn Chiêu đến chân Chợ Cầu; thu gom nước mưa cho 358 hộ gia đình trên đường Cây Trâm sẽ giảm ngập 100% cho khu vực từ số 162 đến số 108. 78 Đồ án tốt nghiệp 4.4.2.2. Tính toán giảm ngập từ Phương án 2: Thu gom theo cụm liên kế  Với mô hình thu gom nước mưa theo cụm hộ gia đình, ta xét diện tích thu nước mưa trung bình của một hộ gia đình là 33 m2.  Xét trận mưa có cường độ lớn 40 mm, thể tích nước mưa lớn nhất có thể thu được là: 33 × 40 × 10-3 = 1,32 m3. Bảng 4.17. Hiệu quả giảm ngập từ việc thu gom nước mưa Số Độ Diện Độ Diện Số lần hộ sâu tích sâu tích % Tên Phạm vi ngập dân STT ngập ngập ngập ngập giảm đường ngập TB thu TB TB mới mới ngập tháng nước (m) (m2) (m) (m2) mưa Từ trường THCS Lê Tây Sơn 1 Đức 4 0,35 875 200 0,17 422 51,7% đến Thọ UBND phường 13 Từ Phạm Quang Văn Chiêu 2 2 0,28 1410 276 0,12 629 55,4% Trung đến chân Chợ Cầu Cây Từ số 162 3 2 0,15 2500 358 0,04 610 75,6% Trâm đến số 108 Nhận xét: Khi thực hiện việc thu gom nước mưa tại các cụm hộ gia đình để sử dụng nhất là ở các khu vực thường xuyên bị ngập sẽ góp phần giảm ngập đáng kể cho các khu vực đó. Cụ thể nếu tiến hành thu gom nước mưa ở 200 hộ gia đình thuộc khu vực ngập trên đường Lê Đức Thọ sẽ giảm ngập 51,7% cho khu vực từ trường THCS Tây Sơn đến UBND phường 13; thu gom nước mưa ở 276 hộ gia 79 Đồ án tốt nghiệp đình nằm trên đường Quang Trung khu vực gần chân Chợ Cầu sẽ giảm ngập 55,4% cho khu vực từ Phạm Văn Chiêu đến chân Chợ Cầu; thu gom nước mưa cho 358 hộ gia đình trên đường Cây Trâm sẽ giảm ngập 75,6% cho khu vực từ số 162 đến số 108. 4.4.2.3. Tính toán giảm ngập từ Phương án 3: Thu gom theo tuyến cống chính  Với mô hình thu gom nước mưa theo tuyến cống chính, ta xét diện tích thu nước mưa trung bình của một hộ gia đình là 30 m2.  Xét trận mưa có cường độ lớn 40 mm, thể tích nước mưa lớn nhất có thể thu được là: 30 × 40 × 10-3 = 1,2 m3. Bảng 4.18. Hiệu quả giảm ngập từ việc thu gom nước mưa Số Độ Diện Độ Diện Số lần hộ sâu tích sâu tích % Tên Phạm vi ngập dân STT ngập ngập ngập ngập giảm đường ngập TB thu TB TB mới mới ngập tháng nước (m) (m2) (m) (m2) mưa Từ trường THCS Lê Tây Sơn 1 Đức 4 0,35 875 200 0,18 464 47% đến Thọ UBND phường 13 Từ Phạm Quang Văn Chiêu 2 2 0,28 1410 276 0,14 700 50,3% Trung đến chân Chợ Cầu Cây Từ số 162 3 2 0,15 2500 358 0,05 781 69% Trâm đến số 108 80 Đồ án tốt nghiệp Nhận xét: Khi thực hiện việc thu gom nước mưa theo tuyến cống chính nhất là ở các khu vực thường xuyên bị ngập sẽ góp phần giảm ngập đáng kể cho các khu vực đó. Cụ thể nếu tiến hành thu gom nước mưa ở 200 hộ gia đình thuộc khu vực ngập trên đường Lê Đức Thọ sẽ giảm ngập 47% cho khu vực từ trường THCS Tây Sơn đến UBND phường 13; thu gom nước mưa ở 276 hộ gia đình nằm trên đường Quang Trung khu vực gần chân Chợ Cầu sẽ giảm ngập 50,3 % cho khu vực từ Phạm Văn Chiêu đến chân Chợ Cầu; thu gom nước mưa cho 358 hộ gia đình trên đường Cây Trâm sẽ giảm ngập 69% cho khu vực từ số 162 đến số 108. 81 Đồ án tốt nghiệp 4.5. Tổng kết Bảng 4.19. Tổng kết dự toán chi phí và hiệu quả giảm ngập của các phương án HIỆU QUẢ GIẢM NGẬP PHƯƠNG ÁN THU GOM NƯỚC MƯA DỰ TOÁN CHI PHÍ Lê Đức Thọ Quang Trung Cây Trâm Nhà có mái ngói 4.997.000 VNĐ Theo hộ gia đình riêng lẻ Nhà có sân thượng 4.396.000 VNĐ 70,5% 75,5% 100% Nhà có mái tôn 83.522.000 VNĐ Theo cụm liên kế 24.818.000 VNĐ 51,7% 55,4% 75,6% Theo tuyến cống chính 9.039.333 VNĐ – 10.014.333 VNĐ 47% 50,3% 69% Nhận xét: Với hiệu quả giảm ngập như trên, việc thu gom nước mưa sử dụng đối với các hộ gia đình thuộc khu vực nội thành TP. HCM là rất cần thiết ở thời điểm hiện tại cũng như tương lai, không những góp phần giảm ngập cho khu vực nội thành TP. HCM mà còn tận dụng được nguồn nước mưa để phục vụ cho các mục đích ăn uống, sinh hoạt Tuy nhiên, chi phí cho việc xây dựng các hệ thống thu gom nước mưa là khá lớn, chỉ phù hợp cho các hộ gia đình có thu nhập cao, nên nếu muốn thuyết phục người dân phối hợp thực hiện xây dựng, Nhà nước cũng như các cơ quan địa phương phải hỗ trợ một phần kinh phí. 82 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. Kết luận Với tình hình ngập lụt ở TP. HCM hiện nay thì những việc phải làm từ bây giờ là xem lượng nước mưa đang tiếp tục chảy ra đường và đổ xuống cống như một nguồn nước tiềm năng, làm nhiều các bể chứa nước mưa ở các khu đô thị một cách triệt để, cố gắng lập kế hoạch xây dựng hệ thống cung cấp nước độc lập. Đây là những mục tiêu cơ bản nhằm tận dụng nước mưa. Các phương án đề xuất tận dụng nguồn nước mưa bằng cách thu gom trên mái nhà hoặc sân thượng có một số ưu nhược điểm như sau: phương án thu gom nước mưa trên nhà mái ngói, nhà sân thượng và chứa trong bồn nhựa thể tích 2000 l, có hệ thống xử lý nước mưa bằng cột lọc cát cho hiệu quả xử lý cao. Chi phí cho hệ thống thu gom nước mưa sử dụng không cao, phù hợp với nhu cầu của các hộ gia đình, tuy nhiên do bồn chứa nước mưa đặt trên cao và không có diện tích nên lượng nước mưa thu được bị hạn chế. Phương án xây bể chứa nước mưa ngầm cho một hộ gia đình, có sử dụng bộ lọc cát để làm sạch nước mưa, sử dụng với chất lượng nước cao. Xây bể chứa ngầm có thể tích lớn có thể trữ được một lượng lớn nước mưa, phục vụ nhu cầu sử dụng nước mưa trong mùa khô của hộ gia đình, tuy nhiên chi phí cho việc xây bể chứa ngầm khá cao, chỉ phù hợp cho các hộ gia đình có thu nhập cao. Phương án xây bể chứa nước mưa ngầm sử dụng cho một dãy nhà liên kế gồm 5 hộ gia đình, sử dụng nước mưa cho mục đích xối rửa nhà vệ sinh. Với thể tích bể chứa khá lớn đủ cung cấp nước mưa sử dụng cho 5 hộ gia đình trong suốt các tháng mùa mưa, chi phí xây dựng bể do 5 hộ gia đình góp vốn nên sẽ không cao lắm, khó khăn trong việc xây bể là phải đào nền nhà, dễ ảnh hưởng đến móng nhà. Phương án cuối cùng là thu gom nước mưa trên mái nhà và xây bể trữ nước mưa tập trung cho một lưu vực tuyến cống phục vụ, phương án này hạn chế tối đa lượng nước chảy tràn trên đường, đồng thời tận dụng nguồn nước thu gom được cung cấp cho các Công ty Môi trường Đô thị phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau. Tuy nhiên với những cơn mưa có cường độ lớn, cống bị quá tải có thể dẫn đến tình trạng nước tràn lên đường. 83 Đồ án tốt nghiệp Với việc thu gom nước mưa sẽ góp phần giảm ngập đáng kể cho các tuyến đường hay bị ngập tại quận Gò Vấp. Theo kết quả tính toán, thu gom nước mưa cho 200 hộ dân sẽ giảm ngập 70,5% cho khu vực từ trường Tây Sơn đến UBND phường 13 đường Lê Đức Thọ; thu gom nước mưa ở 276 hộ gia đình khu vực gần chân Chợ Cầu sẽ giảm ngập 75,5 % cho khu vực từ Phạm Văn Chiêu đến chân Chợ Cầu trên đường Quang Trung; thu gom nước mưa cho 358 hộ gia đình sẽ giảm ngập 100% cho khu vực từ số 162 đến số 108 trên đường Cây Trâm. Kết luận: Với các phương án đề xuất trên thì phương án khả thi cho việc thu gom nước mưa trên mái nhà là phương án thứ nhất và phương án thứ hai, với chi phí vừa phải phù hợp cho các hộ gia đình, ta có thể tận dụng được nguồn nước mưa sẵn có phục vụ cho các mục đích khác nhau đồng thời góp phần giảm ngập úng trên địa bàn quận Gò Vấp nói riêng và TP. HCM nói chung. Đối với các hộ gia đình tại TP. HCM hiện nay, so với nước máy, sử dụng nước mưa có giá thành thấp hơn nhiều, mỗi hộ gia đình có thể xây bể tích nước mưa bằng bê tông, inox, nhựa, nilon, bể ngầm hoặc bể nổi hoặc để trên ban công, sân thượng, sân vườn Các bể chứa nước này cần phải được che đậy cẩn thận và cọ rửa thường xuyên để tránh bụi bẩn và các loại côn trùng, bọ gậy. Ngoài ra với mức sử dụng nước không nhiều, các gia đình chỉ cần sử dụng một cột vi lọc, với giá thành khoảng một triệu đồng có thể sử dụng nước mưa để ăn uống, sinh hoạt. Tận dụng tốt nguồn nước mưa là giải pháp toàn diện cho vấn đề tài nguyên nước và môi trường. Tài nguyên nước vô cùng quan trọng đối với con người nhưng không phải là vô tận, trong khi nguồn nước sẵn có lại đổ xuống đường xuống cống gây ngập, gây nhiều thiệt hại cho người dân. Vì vậy, tận dụng nguồn nước mưa là nhiệm vụ sống còn không chỉ của từng cá nhân, gia đình mà còn là của toàn xã hội. 84 Đồ án tốt nghiệp 5.2. Kiến nghị Một trong những điều chúng ta cần làm là thay đổi nhận thức trong quy hoạch quản lý nước mưa, từ chỗ chỉ giải quyết vấn đề ngập lụt bằng đắp cốt nền cao và tăng năng lực thoát nước của cống rãnh (xây cống to). Chúng ta phải kết hợp với các biện pháp chứa nước, thấm nước có tính phát triển bền vững và giá trị sinh thái cao mà các nước phát triển đã và đang áp dụng. Nếu có điều kiện sẽ áp dụng các mô hình thu gom nước mưa sử dụng cho hộ gia đình như phần đề xuất phía trên, áp dụng các giải pháp đơn giản, chi phí phù hợp và mang lại hiệu quả cao. Nhà nước cần sớm đưa vào luật xây dựng về bắt buộc sử dụng nước mưa và tiết kiệm năng lượng như các nước đã làm đối với các công trình xây dựng qui mô lớn như các nhà máy, siêu thị, cao ốc, công viên, sân bay sẽ mang lại một hiệu quả to lớn từ việc tiết kiệm này. Trước hết, có thể tiến hành xây dựng các bể nước mưa tại các công trình công cộng, văn phòng, chung cư, tòa nhà cao tầng. Bên cạnh mục đích ăn uống, nước mưa trong đô thị có thể được sử dụng cho các mục đích không yêu cầu chất lượng cao như tưới cây, dội nhà vệ sinh, rửa xe, dự trữ nước chữa cháy và các mục đích khác... Đối với dự án xây dựng tư nhân, áp dụng biện pháp “Quota sử dụng hạ tầng thoát nước” là một cách hiệu quả khiến chủ đầu tư có trách nhiệm tham gia đóng góp trong việc quản lý nước mưa. Đồng thời, chúng ta cần kêu gọi các chuyên gia giỏi trong và ngoài nước soạn thảo các hướng dẫn, quy định nhà nước về áp dụng phương pháp, công nghệ chứa và thấm nước hiện hành trên thế giới, theo xu hướng phát triển bền vững. Đối với quản lý thoát nước tại các khu dân cư hiện hữu và giải quyết các điểm ngập lụt đang diễn ra, chúng ta cần có cơ chế phát hiện và báo cáo số liệu định kỳ những vấn đề của hệ thống cống. Thực hiện phân tích các số liệu đó và đưa ra giải pháp thích hợp, có thể là xây dựng các công trình ngầm chứa và thấm nước. Về lâu dài, chúng ta cần hướng tới việc xây hệ thống thoát nước thải sinh hoạt và thoát nước mưa riêng biệt nhằm đảm bảo vệ sinh môi trường. 85 Đồ án tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo Tiếng Việt [1] Bích Đào / MASK Online, 2013. "Thành phố" cống ngầm lớn nhất thế giới dưới lòng Tokyo. tokyo-20130321094555687.chn [2] Bùi Hà, 2012. Thu gom nước mưa đưa vào lòng đất. that/8283-thu-gom-nuoc-mua-dua-vao-long-dat.html [3] Trương Văn Hiếu và ctv, 2012. Ảnh hưởng của ô nhiễm không khí đến chất lượng nước mưa. Hội thảo khoa học quốc gia về Khí tượng Thủy văn Môi trường và Biến đổi khí hậu. [4] Nguyễn Đình Huấn, Nguyễn Lan Phương, 2007. Giáo trình cấp thoát nước, NXB Đà Nẵng, chương 9. [5] Dương Thanh Lượng, 2008. Bài giảng môn học thoát nước, chương 5, trang 01- 25. [6] PGS.TS. Huỳnh Phú, 2014. Các sự kiện khí hậu cực đoan do biến đổi khí hậu ở Nam Bộ và ngập lụt TP. HCM, Bài báo biến đổi khí hậu và ngập lụt TP. HCM, số 12 -2014. [7] Quy hoạch sử dụng đất đến năm 2020 và kế hoạch sử dụng đất 5 năm kỳ đầu (2011-2015) của quận Gò Vấp, 2014. [8] Quy hoạch chi tiết xây dựng đô thị tỷ lệ 1/2000 phường 6 và phường 17 quận Gò Vấp. [9] Raindrops, 1995. Nước mưa và chúng ta – 1000 cách sử dụng nước mưa, Tokyo – Nhật Bản. [10] GS.TS. Lê Sâm, 2011. Nghiên cứu đề xuất các giải pháp chống ngập cho thành phố Hồ Chí Minh. Báo cáo tổng hợp kết quả khoa học công nghệ, đề tài độc lập cấp nhà nước số 8909 tháng 6 – 2011. [11] Số liệu khí tượng, 2014. Đài khí tượng thủy văn khu vực Nam Bộ. 86 Đồ án tốt nghiệp [12] Giang Thị Thu Thảo, 2009. Nghiên cứu các giải pháp sử dụng nước mưa nhằm cấp nước bổ sung cho nhu cầu sinh hoạt khu vực thành phố Hà Nội, Đề tài khoa học cấp cơ sở. Trường Đại học Thủy lợi, Hà Nội. [13] Tổng cục thống kê TP. HCM 2014, Tình hình kinh tế xã hội tháng 12 và năm 2014 tại TP. HCM. [14] TTĐHCTCNN TP Hồ Chí Minh, Báo cáo kết quả thực hiện 6 tháng đầu năm 2012 thống kê số lần ngập, số vị trí ngập nước tại các quận vùng trung tâm và các quận vùng ngoại vi thuộc khu vực TP. HCM từ năm 2003 đến năm 2011 [15] Đinh Diệp Anh Tuấn và ctv,. 2012. Giải pháp thu gom nước mưa phục vụ sinh hoạt tại vùng nông thôn và vùng ven biển đồng bằng song Cửu Long. Hội thảo khoa học xây dựng nông thôn mới ứng phó với BĐKH ở vùng ven biển ĐBSCL số 08 – 2012. [16] Đinh Diệp Anh Tuấn và ctv,. 2014. Hướng dẫn kỹ thuật thu gom và sử dụng nước mưa ở vùng ĐBSCL, NXB Nông nghiệp Hà Nội. [17] ThS. Nguyễn Đình Vượng, GS.TS. Lê Sâm, ThS. Trần Minh Tuấn (2014) Tận dụng khả năng trữ nước của hồ điều hòa để giảm thiểu ngập lụt trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh. Tạp chí KHCN số 12 – 2014. Tài liệu tham khảo Tiếng Anh [1] Canada Mortgage and Housing Corporation, 2013. Collecting and Using Rainwater at Home. [2] Centre for Affordable Water and Sanitation Technology (2011), Introduce to Household water treatment and Safe storage. Manual for the participants, ISBN: 13- 9789290616153 (NLM Classification:WA 675). [3] John Sutton, 2011. Rainwater Harvesting Guidelines: Design, Construction and Specification. Government of Kiribati, Report Number: 110615, Version: v.01. [4] MPMSAA Rainwater Tank Design and Installation Handbook, November 2008. Australian Government. [5] Rain Harvesting Pty Ltd (2013), Australia, Brochure of First flush water diverters. 87 Đồ án tốt nghiệp [6] Vishwanath S, 2004. Urban Rainwater Harvesting Systems: Promises and Challenges, The Water Channel Webinar. 88 Đồ án tốt nghiệp PHỤ LỤC PHỤ LỤC A: CÁC CÔNG THỨC TÍNH TOÁN 1. Lượng mưa hiệu quả Lượng mưa hiệu quả là tổng lượng mưa có thể thu gom được trên một đơn vị diện tích mái nhà trong một khoảng thời gian xác định (có thể tính theo tháng hoặc năm) và được xác định theo công thức sau: Lượng mưa hiệu quả = A × (Lượng mưa – B) Trong đó: A: Hệ số hiệu quả thu gom nước mưa, được xác định khoảng 0,8 – 0,85 (Martin, 1980). B: Lượng nước mưa thất thoát (do bốc hơi, làm ướt mái nhà,... ), được xác định khoảng 24 mm/năm, hoặc 2 mm/tháng (Martin, 1980). 2. Lượng nước mưa lớn nhất thu được Lượng nước mưa lớn nhất thu được thường được tính toán trong một khoảng thời gian nhất định (có thể tính theo ngày, tháng, hoặc năm). Lượng nước mưa lớn nhất thu được sẽ phụ thuộc vào diện tích mái nhà thu nước mưa và lượng mưa hiệu quả nêu trên. Công thức tính toán lượng nước mưa lớn nhất thu được như sau: Lượng nước mưa lớn nhất thu được = Lượng mưa hiệu quả × Diện tích mái nhà thu nước mưa. Trong đó: Lượng mưa hiệu quả: mm/m2 Diện tích mái nhà thu nước mưa: m2 Lượng nước mưa lớn nhất thu được: lít hoặc m3 3. Xác định nhu cầu sử dụng nước mưa Nhu cầu sử dụng nước mưa là thông số quan trọng quyết định thể tích của bể chứa nước mưa. Việc xác định nhu cầu sử dụng nước có ảnh hưởng lớn đến lượng 1 Đồ án tốt nghiệp nước cấp hàng ngày, thời gian lưu trữ, sử dụng nước trong bể chứa ở thời gian tiếp theo. Nhu cầu sử dụng nước phụ thuộc vào các yếu tố sau:  Số người sử dụng nước trong hộ gia đình;  Lượng nước tiêu thụ bình quân cho mỗi người;  Mục đích sử dụng nước mưa (ăn uống, rửa chén, rửa rau quả, tắm giặt, hay xối rửa nhà vệ sinh,... ) Nhu cầu sử dụng nước cho các mục đích cụ thể được xác định bằng cách đo hoặc ước tính lượng nước sử dụng theo thực tế trong ngày. Đối với các khu vực đã có đường ống cấp nước, nhu cầu nước sử dụng của một hộ gia đình có thể được xác định dựa trên số đo của đồng hồ nước. 4. Tính thể tích bể chứa nước mưa Các dữ liệu và thông số cần để thực hiện tính toán thể tích bể chứa nước mưa gồm:  Diện tích mái nhà thu nước mưa (m2)  Nhu cầu sử dụng nước theo ngày (lít/ngày)  Số liệu mưa trung bình hằng tháng (qua nhiều năm nếu có), tham khảo các số liệu của Niên giám thống kê hoặc Đài Khí tượng Thuỷ văn các tỉnh, thành.  Thể tích bể chứa nước mưa có thể được xác định theo phương pháp tính toán cân bằng nước trong bể chứa (theo năm, tháng, ngày, hoặc từng trận mưa), sau đó thực hiện xem xét các yếu tố: điều kiện không gian lắp đặt bể chứa nước mưa, điều kiện kinh tế của hộ gia đình và chi phí – lợi ích của bể chứa nước mưa, khả năng quản lý và bảo dưỡng để lựa chọn bể chứa có thể tích phù hợp. Cách đơn giản để xác định thể tích bể chứa nước mưa là tính toán thể tích bể chứa đáp ứng nhu cầu sử dụng nước cho cả năm, hoặc các tháng mùa mưa trong năm, dựa trên số liệu mưa trung bình hằng tháng. Công thức sau sẽ được sử dụng để tính toán cân bằng nước trong bể chứa nước mưa: Vt = Vt-1 + (Q –W) Trong đó: Vt: Thể tích nước mưa còn lại (trong bể chứa) sau mỗi tháng. 2 Đồ án tốt nghiệp Vt-1: Thể tích nước sẵn có trong bể chứa (từ tháng trước). Q: Tổng lượng nước mưa thu gom được hằng tháng. W: Nhu cầu nước sử dụng nước mưa hằng tháng. Với giả thuyết lượng nước mưa sẵn có trong bể chứa bằng không (Vt-1= 0) ở một tháng bất kỳ. Khi đó, nếu Vt lớn hơn thể tích (được chọn) của bể chứa thì một lượng nước mưa sẽ bị chảy tràn. Trường hợp tính ra Vt <0 cho thấy nhu cầu sử dụng nước cao hơn lượng nước thu gom được. Chọn bể chứa có thể tích bất kỳ, khi đó thể tích nước sẵn có trong bể chứa (Vt- 1) phụ thuộc vào thể tích bể chứa nước mưa, do đó khi tính toán cân bằng nước trong bể chứa cần thực hiện tính toán lặp lại với các kích cỡ bể chứa khác nhau để đảm bảo đáp ứng nhu cầu sử dụng nước (khi đó Vt ≥ 0). Nếu chọn bể chứa có thể tích lớn thì lượng nước mưa còn lại trong bể sau mỗi tháng, có thể đáp ứng nhu cầu sử dụng nước trong một khoảng thời gian dài không có mưa. Tuy nhiên, thể tích bể chứa lớn thường chiếm nhiều không gian lắp đặt và chi phí đầu tư bể chứa cao, do đó cần thực hiện chọn bể chứa vừa đủ đáp ứng nhu cầu sử dụng nước (tức Vt không quá lớn hơn 0). 3 Đồ án tốt nghiệp PHỤ LỤC B: CÁC HÌNH ẢNH THỰC TẾ Hình phụ lục 1: Nhà mái ngói thu gom nước mưa Hình phụ lục 2: Nhà sân thượng thu gom nước mưa Hình phụ lục 3: Nhà mái tôn thu nước mưa 4 Đồ án tốt nghiệp Hình phụ lục 4: Cụm nhà thu gom nước mưa Hình phụ lục 5: Tuyến đường Lê Đức Thọ - Trường THCS Tây Sơn 5 Đồ án tốt nghiệp Hình phụ lục 6: Cống thoát nước trên đường Lê Đức Thọ Hình phụ lục 7: Cống thoát nước bị người dân lấy bạt che kín để không bốc mùi hôi thối 6 Đồ án tốt nghiệp Hình phụ lục 8: Tuyến đường Lê Đức Thọ - UBND phường 13 Hình phụ lục 9: Cống thoát nước trước UBND phường 13 7 Đồ án tốt nghiệp Hình phụ lục 10: Công viên văn hóa Gò Vấp – vị trí dự kiến xây bể chứa nước mưa cho tuyến đường Nguyễn Văn Lượng Hình phụ lục 11: Tuyến đường cây Trâm – vị trí ngập UBND phường 8 8 Đồ án tốt nghiệp Hình phụ lục 12: Tuyến đường Quang Trung – khu vực Chợ Cầu 9