TÌNH TRẠNG THIẾU NƯỚC SINH HOẠT VÀO MÙA KHÔ Ở KHU 3,5HA CỦA TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN – THỰC TRẠNG VÀ GIẢI PHÁP

Tính Cấp Thiết Của Đề Tài

Việt Nam sở hữu một khí hậu độc đáo, mang đặc trưng nhiệt đới do vị trí nằm trong vùng nội chí tuyến Sự tác động mạnh mẽ của gió mùa nhiệt đới trên biển Đông đã tạo ra lượng mưa và độ ẩm phong phú cho đất nước.

Mùa mưa thường bắt đầu từ tháng 6 và kéo dài đến tháng 12 hàng năm, với lượng mưa trung bình từ 1.500mm đến 2.000mm [1] đặc biệt, t ừ tháng 8 đến tháng

10 hay xảy ra các trận mưa lớn, gây lũ lụt, khiến các con sông có mực nước dâng rất cao

Hình 1: Bản đồ khí hậu Việt Nam

Miền Trung, đặc biệt là Tp Đà Nẵng, có mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12, với tổng lượng mưa trung bình trong các năm 2017, 2018 và 2019 lần lượt là 2285,4mm, 2539,1mm và 2150,4mm Điều này cho thấy nguồn nước mưa ở Đà Nẵng rất dồi dào và chất lượng nước mưa tương đối sạch, ngoại trừ những cơn mưa đầu mùa.

Theo GS Trần Hiếu Nhuệ từ Hội bảo vệ Thiên nhiên và Môi trường Việt Nam, không nên sử dụng nước mưa đầu mùa do khí thải từ các khu công nghiệp tích tụ trong đám mây, tạo ra axit độc hại Điều này giải thích tại sao khi đi ra ngoài hoặc tắm mưa trong những trận mưa đầu mùa, người ta thường cảm thấy ngứa ngáy và khó chịu, vì axit trong nước mưa thẩm thấu vào da.

Nước mưa, trừ những cơn mưa đầu mùa, thường sạch và có thể sử dụng cho nhiều hoạt động như rửa đường, tưới cây, và thậm chí cho sinh hoạt sau khi xử lý, với chi phí xử lý thấp hơn so với các nguồn nước khác Tuy nhiên, hiện nay, nước mưa thường bị lãng phí chảy ra biển hoặc sông qua hệ thống cống mà chưa được quan tâm đúng mức Đà Nẵng, với tốc độ đô thị hóa và công nghiệp hóa nhanh chóng, đang đối mặt với áp lực lớn về nhu cầu cấp nước do dân số tăng lên, đạt 1.134.310 người vào tháng 10/2019, với mức tiêu chuẩn sử dụng nước trung bình là 150 lít/người/ngày.

Hiện nay, thành phố cung cấp nước sạch cho người dân từ hai nguồn chính là nước giếng khoan (nước ngầm) và nước cấp thủy cục (nước mặt), với tỷ lệ dân số được cấp nước sạch tại 6 quận nội thành đạt trên 90% Tuy nhiên, vẫn còn một số lượng lớn người dân phải sống trong điều kiện thiếu nước sạch do tổng công suất hiện tại của các nhà máy cấp nước chỉ đạt khoảng 295.164 Nhiều khu vực hạ tầng cấp nước chưa được đầu tư hoặc đang hư hỏng, dẫn đến khả năng cung cấp nước không đủ Đà Nẵng hiện có bốn nguồn nước chính: chuỗi sông Yên – Cầu Đỏ, sông Cu Đê, nguồn nước suối và nguồn nước hồ.

Chuỗi sông Yên – Cầu Đỏ đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước thô cho Nhà máy nước Cầu Đỏ và Nhà máy nước Sân bay, với lưu lượng đáp ứng nhu cầu cấp nước hiện tại từ 286.000 đến 300.000 m³/ngày Mặc dù vào mùa khô nước có hiện tượng nhiễm mặn, nhưng vẫn đảm bảo đạt chuẩn A theo QCVN 08:2015/BTNMT.

Sông Cu Đê là nguồn nước thô chính cho Nhà máy Nước Hòa Liên, thuộc dự án mở rộng hệ thống cấp nước tại thành phố Đà Nẵng Với lưu lượng 264.000 m³/ngày, chất lượng nước được đảm bảo nhờ các giải pháp công trình như đập Phò Nam và đập Sông Bắc.

Nguồn nước suối tại khu vực này bao gồm suối Đá và suối Tình, cung cấp nước thô cho nhà máy nước Sơn Trà, trong khi suối Lương cung cấp nước thô cho nhà máy nước Hải Vân Tuy nhiên, lưu lượng và chất lượng nước tại các suối này đều không ổn định.

Nguồn nước hồ: Hồ Hòa Trung cấp nước thô cho nhà máy nước Hòa Trung.

Hình 2: Nhà máy nước Cầu Đỏ

Quy mô công suất của các nhà máy cấp nước trên địa bàn Tp Đà Nẵng được thể hiện theo bảng sau:

Bảng 1: Tổng hợp các nhà máy cấp nước đô thị ở Tp Đà Nẵng

Nguồn nước Địa điểm (huyện, quận)

Công suất thiết kế ( /ngđ)

Công suất hoạt động ( /ngđ)

1 Cầu Đỏ Sông Cầu Đỏ, sông Yên

Phường Hòa Thọ Tây, quận Cẩm Lệ,

“Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước ăn uống”

2 Sân Bay Phường An Khê, quận

3 Sơn Trà Suối Phường Thọ Quang, quận Sơn Trà,

4 Hải Vân Suối Quận Liên Chiểu 5.000 4.124

Khu công nghệ cao, xã Hòa Liên, huyện Hòa Vang,

Công ty Cấp nước Tp Đà Nẵng (Dawaco) đang tiến hành xây dựng các nhà máy nước mới nhằm đảm bảo nguồn cung cho thành phố với công suất từ 300.000 đến 400.000 m³/ngày đêm, nhưng tiến độ thủ tục quá chậm Điều này buộc người dân phải bơm hút nước ngầm cho sinh hoạt hàng ngày hoặc mua nước sạch, gây khó khăn trong cuộc sống Hơn nữa, tình trạng bơm hút nước ngầm tràn lan hiện nay có nguy cơ làm cạn kiệt nguồn tài nguyên quý giá này.

Sự phát triển đô thị quy mô lớn đã dẫn đến gia tăng bê tông hóa, làm giảm khả năng thấm nước và hạn chế nguồn bổ sung nước dưới đất, gây ra tình trạng ngập lụt thường xuyên sau những cơn mưa lớn Dòng chảy tràn trong mưa không chỉ cuốn trôi chất thải và ô nhiễm mà còn làm tăng mức độ ô nhiễm nguồn nước, đe dọa môi trường Việc xử lý nước mưa trộn lẫn với nước thải trở nên phức tạp và cần được chú trọng.

Duy Tân là một trường Đại học Tư thục nổi bật tại Miền Trung, với cơ sở lớn nhất nằm tại số 120 đường Hoàng Minh Thảo – Hòa Khánh, có diện tích 3,5 ha Cơ sở này đã chính thức đi vào hoạt động từ ngày 1/1/2011, với mục tiêu xây dựng thành khu liên hợp hành chính và đào tạo hiện đại, bao gồm nhiều tòa nhà đạt tiêu chuẩn quốc tế Đến nay, cơ sở này đã hoàn thành 6 cụm nhà (A, B, C, D), đáp ứng nhu cầu đào tạo ngày càng tăng của trường.

Cơ sở vật chất bao gồm các hạng mục như sân bóng, vườn thuốc, nhà giữ xe, căntin, nhà bảo vệ và nhà kho, trong khi phần còn lại là đất trống chưa được xây dựng.

Hình 3: Cơ sở 120 Hoàng Minh Thảo - Phường Hòa Khánh Nam - Quận Liên Chiểu

Mỗi ngày, khoảng 6.241 người, bao gồm giảng viên, sinh viên và cán bộ, làm việc và học tập tại cơ sở 3,5ha, với nhu cầu sử dụng nước trung bình là 42 m³/ngày cho các hoạt động như vệ sinh, căn tin và tưới cây Vào mùa hè, trường gặp khó khăn do tình trạng thiếu nước, mặc dù đã tăng cường sử dụng nước giếng khoan, nhưng chất lượng nước ở đây không đảm bảo do bị ảnh hưởng từ nước rỉ rác của bãi rác Khánh Sơn Phân tích chất lượng nước cho thấy các thông số vượt quy chuẩn cho phép, dẫn đến tình trạng thiếu nước nghiêm trọng Ngược lại, vào mùa mưa, nước mưa không được thu gom hiệu quả và chảy tràn, gây lãng phí và ảnh hưởng đến mỹ quan cũng như việc di chuyển của sinh viên và cán bộ.

Đề tài “Tình trạng thiếu nước sinh hoạt vào mùa khô ở khu 3,5ha của Trường Đại học Duy Tân - Thực trạng & giải pháp” nhằm đánh giá khách quan tình trạng thiếu nước sinh hoạt tại cơ sở này trong mùa khô, đồng thời đề xuất giải pháp thu gom hiệu quả nguồn nước mưa để giảm thiểu tình trạng thiếu nước vào mùa hè Kết quả nghiên cứu cũng hướng tới việc ngăn chặn suy thoái và phục hồi nguồn nước mặt, góp phần đảm bảo phát triển bền vững cho thành phố Đà Nẵng.

Mục tiêu đề tài

Đề tài này nhằm nghiên cứu thực trạng thiếu nước sinh hoạt vào mùa khô tại Đại Học Duy Tân (cơ sở 3,5ha) và đề xuất các giải pháp hiệu quả để giảm thiểu tình trạng này.

Nội dung đề tài

Để đạt được mục tiêu đã đề ra, đề tài gồm các nội dung nghiên cứu sau:

Nghiên cứu lý thuyết về nước mưa chảy tràn, hệ thống thu gom nước mưa ở các nước trên thế giới và ở Việt Nam

Tìm hiểu về lưu lượng mưa ở Tp Đà Nẵng qua các năm, khả năng cung cấp nước sạch, hệ thống thu gom nước mưa của thành phố

Đánh giá hiện trạng chất lượng nước mưa chảy tràn, hệ thống thu gom nước mưa, nhu cầu dùng nước ở Đại học Duy Tân (cơ sở 3,5ha)

Đề xuất giải pháp thu gom để sử dụng hiệu quả nhất nguồn tài nguyên này cho trường.

Phương pháp nghiên cứu

Để hoàn thành mục tiêu và nội dung nghiên cứu đã đề ra, đề tài sử dụng các phương pháp sau:

 Phương pháp tổng quan tài liệu:

Phương pháp này được thực hiện nhằm:

 Tổng quan các tài liệu về khí hậu, lượng mưa, địa hình.

 Nghiên cứu lý thuyết về đặc điểm của nước mưa chảy tràn.

Nghiên cứu về các chỉ số đánh giá chất lượng nước mưa và quy chuẩn đánh giá là cần thiết để hiểu rõ hơn về việc thu gom và sử dụng nước mưa Bài viết sẽ khám phá kinh nghiệm từ các quốc gia trên thế giới cũng như tại Việt Nam, nhằm nâng cao hiệu quả trong việc quản lý nguồn nước này Việc áp dụng các tiêu chuẩn đánh giá chất lượng nước mưa sẽ giúp cải thiện khả năng sử dụng nước mưa một cách bền vững.

 Phương pháp khảo sát thực địa:

Phương pháp này được thực hiện nhằm:

 Tìm hiểu hệ thống thoát nước của cơ sở 3,5ha (các máng thu nước từ mái nhà, hệ thống thoát nước ngầm của cơ sở).

 Nhu cầu dùng nước hàng ngày cho hoạt động vệ sinh, nghiên cứu, sinh hoạt của giảng viên, sinh viên, cán bộ ở cơ sở

 Phương pháp quan trắc môi trường:

Phương pháp đánh giá chất lượng nước mưa chảy tràn tại cơ sở 3,5ha được thực hiện theo TCVN 5997-1995, hướng dẫn lấy mẫu nước mưa Quy trình này đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong việc kiểm tra chất lượng nước.

+ Máng thu nước từ mái nhà xe khu B, cơ sở 3,5ha, Hòa Khánh, Đại Học Duy

+ Lấy mẫu nước mưa ngoài trời (hứng trực tiếp) tại khu A, cơ sở 3,5ha, Hòa Khánh, Đại Học Duy Tân

 Thể tích mẫu lấy: 500ml/mẫu/vị trí

Hình 4: Mẫu nước mưa tại cơ sở 3,5ha

(a) Mẫu nước mưa hứng trực tiếp tại khu A

(b) Mẫu nước mưa hứng từ mái nhà xe khu B

 Dụng cụ chứa mẫu: Dùng chai nhựa, phễu thủy tinh rửa sạch sau đó sấy khô để chứa mẫu nước mưa, thể tích 500ml

+ Bỏ phễu thủy tinh với đường kính lớn vào miệng chai nhựa để thu lượng nước mưa cần thiết – 500ml.

+ Nước hứng lần đầu tiên sẽ dùng để tráng qua dụng cụ đựng mẫu Mẫu đem đi phân tích sẽ được lấy lần 2

Sau khi thu thập mẫu tại cơ sở 3,5ha, mẫu được ướp lạnh và ngay lập tức vận chuyển đến phòng thí nghiệm để phân tích các thông số cần thiết.

 Vận chuyển mẫu: Mẫu được vận chuyển tới phòng thí nghiệm sau khi lấy.

Dán nhãn bao gồm các thông tin như: tên người lấy mẫu, tên mẫu, thời gian lấy mẫu, điều kiện thời tiết đi kèm

 Chỉ tiêu phân tích: pH, độ đục, độ cứng( ), COD( ) và Coliform.

 Phòng thí nghiệm thực hiện phân tích: Mẫu được phân tích ở phòng thí nghiệm - Đài Khí Tượng Thủy Văn Khu Vực Trung Trung Bộ (Đà Nẵng)

Bảng 2: Phương pháp phân tích các thông số trong mẫu nước mưa

TT Thông Số Số Hiệu Phương Pháp

 Phương pháp phân tích, tổng hợp:

Dựa trên kết quả phân tích các thông số đánh giá chất lượng nước mưa, chúng tôi tiến hành so sánh với quy chuẩn hiện hành của Việt Nam, cụ thể là QCVN 02:2009/BYT của Bộ Y tế.

Chất lượng nước sinh hoạt là vấn đề quan trọng, và QCVN 08-MT:2015/BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định tiêu chuẩn về chất lượng nước mặt Để đảm bảo nước sinh hoạt đạt yêu cầu, cần áp dụng các giải pháp phù hợp nhằm cải thiện và bảo vệ nguồn nước.

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC MƯA, HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG NƯỚC MƯA Ở TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM

Tổng quan về nước mưa

Mưa là hiện tượng tự nhiên xảy ra khi hơi nước trong không khí ngưng tụ và tích tụ đến một mức độ nhất định, sau đó rơi xuống mặt đất Tuy nhiên, không phải tất cả lượng nước mưa đều đến được mặt đất, vì một số giọt mưa có thể gặp phải hơi nóng và bốc hơi trở lại.

Mưa là hiện tượng ngưng tụ hơi nước trong điều kiện lạnh, bao gồm các dạng như mưa phùn, mưa rào, mưa đá, tuyết, mưa tuyết và sương Khi các giọt nước từ đám mây rơi xuống bề mặt Trái Đất, hiện tượng này được hình thành Trung tâm khí tượng thủy văn Việt Nam phân loại mưa theo mức độ lượng mưa.

Mưa vừa: Lượng mưa đo được từ 16-50mm/24h.

Mưa to: Lượng mưa đo được từ 51-100mm/24h.

Mưa rất to: Lượng mưa đo được từ > 100mm/24h.

Tuyết: Tuyết rơi hay mưa tuyết là một hiện tượng thiên nhiên, giống như mưa nhưng là mưa của những tinh thể đá nhỏ.

Sương là hiện tượng ngưng tụ xảy ra khi hơi ấm trong khí quyển bị làm lạnh sau một ngày nắng ấm, thường xuất hiện vào ban đêm dưới dạng những giọt nước Các bề mặt lạnh làm giảm nhiệt độ không khí xung quanh, dẫn đến việc giảm khả năng giữ ẩm của không khí Khi độ ẩm dư thừa trong không khí bị ngưng tụ, sương sẽ hình thành, và nếu nhiệt độ hạ xuống đủ thấp, sương sẽ chuyển thành những hạt nước đá nhỏ.

Sau cơn mưa, mọi người thường cảm thấy dễ chịu nhờ vào sự gia tăng ion âm trong không khí Tuy nhiên, nếu mưa kéo dài, độ ẩm cao có thể gây cảm giác khó chịu Mưa không chỉ cung cấp nước cho sự sống mà còn làm giảm nhiệt độ ở những vùng nóng Nó đóng vai trò quan trọng trong chu trình tuần hoàn của nước và ảnh hưởng đến quá trình hòa tan các chất hóa học trong tự nhiên.

Hình 5: Vòng Tuần Hoàn Nước

Nước mưa tương tự như nước cất vì đều là hơi nước ngưng tụ, nhưng khác biệt ở chỗ nước mưa chứa nhiều yếu tố hóa học và vi sinh vật Hơi nước bốc lên từ các nguồn nước như biển, sông, hồ khi vào các tầng khí quyển, gặp lạnh sẽ ngưng tụ và rơi xuống thành mưa, trong quá trình này nước mưa hấp thụ các thành phần từ không khí.

Nước mưa khi rơi từ trên cao sẽ hòa tan và tiếp xúc với các tạp chất trong không khí, dẫn đến việc nước mưa chứa nhiều bụi, vi khuẩn cùng các tạp chất hóa học vô cơ và hữu cơ Mức độ vi khuẩn và tạp chất hóa học trong nước mưa thay đổi tùy thuộc vào mùa, khu vực và vùng miền.

Nước mưa thường có tính axit nhẹ với độ pH khoảng 6,2 - 6,4 Sự hình thành axit này xảy ra khi khí Nitơ kết hợp với Oxy, nhờ vào tia lửa điện từ sấm sét, và sau đó kết hợp với nước để tạo thành axit Nitric Ngoài ra, nước mưa còn chứa nhiều loại axit khác do quá trình kết hợp trong lưu chuyển.

Nước mưa chảy tràn là hiện tượng nước mưa dư thừa chảy trên bề mặt đệm từ nơi cao xuống nơi thấp mà không thấm vào đất Khi nước chảy tràn qua bề mặt này, nó có khả năng cuốn trôi các chất thải, dẫn đến việc chất lượng nước bị ảnh hưởng Những chất ô nhiễm này hòa lẫn vào nước mưa chảy tràn, gây tác động tiêu cực đến chất lượng nguồn nước mặt, đặc biệt là trong những cơn mưa đầu mùa.

Chất lượng nước mưa phụ thuộc vào phương pháp thu gom, bao gồm thu trực tiếp hoặc qua

Nước mưa khi chảy qua mái nhà thường bị ô nhiễm bởi các chỉ tiêu như độ đục, chất rắn lơ lửng, chất rắn hòa tan và vi sinh vật Nguyên nhân gây ô nhiễm này chủ yếu đến từ bụi bẩn, rong rêu, phân mèo và phân chim tích tụ trên mái nhà hoặc trong máng xối.

2.1.4 Nguồn gốc gây ô nhiễm nước mưa

Nước mưa thường được coi là nước sạch, nhưng khi rơi xuống, nó có thể mang theo các chất ô nhiễm từ không khí, dẫn đến ô nhiễm nguồn nước Ngoài ra, khi nước mưa thấm xuống đất, nó cũng có thể cuốn theo các chất thải rắn từ hoạt động sinh hoạt của con người Do đó, nguyên nhân chính gây ô nhiễm nước mưa cần được xem xét từ nguồn ô nhiễm không khí.

Ô nhiễm do hoạt động của núi lửa là một vấn đề nghiêm trọng, khi núi lửa phun trào, nó thải ra một lượng lớn chất ô nhiễm như tro, bụi và khí Những chất này có tác động nặng nề và lâu dài đến môi trường sống của chúng ta.

Ô nhiễm do cháy rừng xảy ra khi rừng bị thiêu rụi bởi các nguyên nhân tự nhiên hoặc do hành vi thiếu ý thức của con người Hậu quả của hoạt động này là sự thải ra các chất ô nhiễm nguy hại như khói, bụi, khí carbon monoxide (CO) và THC (Tetrahydrocannabinol).

Ô nhiễm do bão cát là hiện tượng thường gặp ở những khu vực đất trơ, khô cằn và thiếu lớp phủ thực vật Bão cát không chỉ gây ra ô nhiễm bụi mà còn làm giảm đáng kể tầm nhìn trong khu vực bị ảnh hưởng.

Ô nhiễm do đại dương xảy ra khi quá trình bốc hơi nước biển mang theo muối (chủ yếu là NaCl) vào không khí, và gió đưa chúng vào đất liền Nồng độ muối cao trong không khí có thể gây hại cho các kim loại, ảnh hưởng đến môi trường và các công trình xây dựng.

Mục đích của việc sử dụng nước mưa

Nước mưa có thể phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau, phù hợp với nhu cầu sử dụng và điều kiện đặc trưng của từng khu vực, bao gồm đô thị, ven đô và nông thôn.

Mục đích sử dụng nước mưa có thể được phân thành 2 nhóm mục đích sử dụng nước chính như sau:

 Các mục đích sử dụng không yêu cầu chất lượng nước cao: tưới cây, xối rửa (ví dụ như xối rửa nhà vệ sinh, rửa sân, rửa đường),

Tại những khu vực có hệ thống cấp nước sạch, việc sử dụng nước từ đường ống cho các mục đích không yêu cầu chất lượng cao dẫn đến lãng phí tài nguyên và kinh tế Do đó, nước mưa trở thành nguồn nước bổ sung hợp lý và tiết kiệm Nước mưa thường rất trong và tương đối sạch; chỉ cần loại bỏ rác, lá cây và các tạp chất lớn là có thể sử dụng cho các mục đích này.

Nước mưa là nguồn tài nguyên lý tưởng cho các công trình công cộng như cơ quan, trường học và bến xe, chủ yếu được sử dụng cho việc xối rửa nhà vệ sinh và rửa sân, cũng như tưới cây Việc tận dụng nước mưa không chỉ hiệu quả mà còn góp phần tiết kiệm nước sạch cho những nhu cầu này.

Nước mưa là nguồn nước lý tưởng cho các mục đích sử dụng yêu cầu chất lượng cao như uống, nấu ăn, và rửa thực phẩm Ở những khu vực không có hệ thống cấp nước sạch, nước mưa nên được xem xét như một lựa chọn vì tính chất tương đối sạch, ít bị ô nhiễm hơn so với nước mặt và nước ngầm Việc xử lý nước mưa cũng đơn giản và tiết kiệm chi phí hơn, mang lại lợi ích cho sức khỏe và môi trường.

Hiện trạng lưu trữ và sử dụng nước mưa trên thế giới và ở Việt Nam

Từ thuở ban đầu, con người đã sống hòa hợp với thiên nhiên và tìm cách kiểm soát nó để thu lợi Trong thời hiện đại, các đô thị đã chú trọng bảo vệ công dân trước thiên tai Nhiều thành phố lớn trên thế giới đã đầu tư vào hệ thống thoát nước quy mô lớn để giảm áp lực lên hạ tầng và tái sử dụng nước cho các công viên cây xanh.

Trong nỗ lực xây dựng thành phố thông minh tại Toronto, Sidewalk Labs, công ty con của Alphabet, đã phát triển hệ thống mái vòm thông minh tự động che nắng và mưa, giúp người dân thoải mái đi dạo ở các khu vực công cộng mà không bị ướt Khi cảm biến phát hiện trời mưa, mái vòm sẽ tự động mở ra để bảo vệ khu vực bên dưới, cho phép người dân tiếp tục sinh hoạt bình thường Hệ thống này còn thu gom nước mưa về trung tâm xử lý, sau đó bơm vào hệ thống nước công cộng, góp phần tiết kiệm nước thông qua việc tái sử dụng nguồn nước tự nhiên.

Hình 6: Mái vòng khổng lồ che chắn khu vực công cộng ở thành phố Toronto

Ngôi làng Nag ở Gangolihaat, Pithoragarh, Uttarakhand, Ấn Độ, nằm ở độ cao khoảng 6.000 ft so với mực nước biển, gặp khó khăn trong việc cung cấp nước do chỉ có một suối tự nhiên Phụ nữ ở đây phải đi bộ hàng dặm trên địa hình đồi núi để lấy nước, nhưng nguồn cung vẫn không đủ cho nhu cầu Để giải quyết vấn đề này, người dân đã xây dựng một bể nước lớn có khả năng chứa khoảng 400.000 lít nước để hứng nước mưa Nhờ bể nước, họ có nước sử dụng thường

Hình 7: Bể thu nước mưa của làng Nag

(a) Người dân Nag đi lấy nước trên địa hình đồi núi

(b) Bể thu nước mưa trên đỉnh đồi phía trên làng Nag, Ấn Độ

Ở Đức, việc tận dụng nước mưa được khuyến khích mạnh mẽ để bảo tồn nguồn nước ngầm, mặc dù lượng mưa trung bình hàng năm chỉ bằng một nửa so với Việt Nam Cả chính quyền và người dân đều tích cực sử dụng nước mưa thu được từ mái nhà, chứa trong các bể ngầm để phục vụ cho nhu cầu vệ sinh, giặt giũ và các mục đích khác Nước mưa thừa sẽ thấm vào đất, giúp tái tạo nguồn nước ngầm Tương tự, ở vùng biển Caribbean, thu hoạch nước mưa từ mái nhà và vỉa hè là một phương pháp hiệu quả để lưu trữ nước ngọt, phục vụ cho nấu ăn, giặt giũ và tưới tiêu Nước mưa, đặc biệt trong mùa bão, rất dồi dào và miễn phí Các bể chứa nước mưa, có dung tích từ 200 đến 600.000 gallon, được trang bị bộ lọc tích hợp để loại bỏ nấm mốc, vi khuẩn và động vật nguyên sinh, đảm bảo nguồn nước sạch cho sinh hoạt.

Hình 8: Mô hình thu nước của người dân vùng biển Caribbean

Làng Kikumbulyu, nằm ở quận Kibwezi - Đông Phi, có địa hình đồi núi và lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 150mm vào mùa khô và 650mm trong những năm mưa nhiều Do điều kiện không thuận lợi cho các phương pháp dự trữ nước truyền thống, cư dân đã xây dựng một hệ thống tích nước mưa bằng đá, dẫn nước từ các mỏm đá xuống các bể nước bê tông với dung tích tối đa 190.000 lít mỗi bể Hệ thống này tận dụng các mỏm đá tự nhiên để dẫn nước vào khu vực trung tâm, nơi có bức tường bê tông dẫn nước qua lớp cát và sỏi lọc trước khi chảy vào các bể chứa kín Giải pháp này giúp người dân Kikumbulyu ứng phó với điều kiện thời tiết khắc nghiệt, đặc biệt là trong những vùng chịu ảnh hưởng nặng nề của hạn hán.

Hình 9: Bể trữ nước ở làng Kikumbulyu, Đông Phi

Việt Nam là một trong những quốc gia có lượng mưa lớn nhất thế giới, với lượng mưa trung bình từ 1500-2000mm và tổng lượng nước mưa khoảng 640 tỷ m³ Việc khai thác hiệu quả một phần nhỏ nguồn tài nguyên nước mưa này sẽ giúp bảo vệ nguồn nước ngọt đang trong tình trạng báo động hiện nay.

Việc thu nước mưa đã được người dân thực hiện từ hàng nghìn năm, coi đây là nguồn nước sạch và an toàn, thường được chứa trong các chum vại sành sứ hoặc bể bê tông Ở các vùng nông thôn, nước mưa vẫn được thu giữ để phục vụ nhu cầu ăn uống và sinh hoạt, vì người dân tin rằng nước mưa trong mát và sạch hơn nước giếng khoan Tuy nhiên, tình trạng ô nhiễm ở các thành phố lớn hiện nay đã khiến nhiều người ngừng thu trữ nước mưa, thay vào đó, nước mưa thường chảy vào cống thoát nước và bị lãng phí khi đổ ra sông hoặc biển.

Để giải quyết tình trạng thiếu hụt nguồn nước sinh hoạt hiện nay, nhiều địa phương đã nghiên cứu và áp dụng các mô hình trữ nước mưa và sử dụng nước mưa.

Mùa khô, người dân xã Tả Gia Khâu, huyện Mường Khương, tỉnh Lào Cai, thường phải thức trắng đêm để chờ hứng nước hoặc đi bộ xa tìm nguồn nước trong rừng Để khắc phục tình trạng này, các nhà khoa học tại Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam đã phát triển mô hình thu trữ nước sinh hoạt quy mô nhỏ, đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng nước của Bộ Y tế, nhằm đảm bảo nhu cầu nước cho người dân vùng Tây Bắc trong mùa khô.

Hình 10: Kiểm tra mô hình thu trữ, xử lý nguồn nước mưa tại trường mầm non Hảo

Nghĩa, huyện Na Rì, tỉnh Bắc Kạn

Cần Thơ, thuộc vùng đồng bằng sông Cửu Long, đang đối mặt với tình trạng ô nhiễm nguồn nước sông nghiêm trọng do chất thải công nghiệp và thuốc trừ sâu Việc thay đổi thói quen sử dụng nước sông sang nguồn nước mưa trở nên cấp bách PGS TS Nguyễn Hiếu Trung đã thực hiện đề tài “mô hình thu gom và sử dụng nước mưa” với hệ thống khép kín Nước mưa sẽ được hứng từ máng xối vào trụ nước có gắn phao, giữ lại nước bẩn và chuyển hướng dòng nước sạch vào bể chứa Sau đó, nước được lọc qua cát và khử trùng bằng tia cực tím trước khi dẫn tới vòi sử dụng Kết quả cho thấy việc sử dụng nguồn nước mưa không chỉ giúp phát triển bền vững mà còn giảm áp lực khai thác nước ngầm và hóa chất xử lý Dự án được tài trợ bởi tổ chức CSIRO (Australia) với chi phí lắp ráp bộ lọc nước mưa chỉ khoảng 3,5 triệu đồng, mang lại hiệu quả kinh tế và sức khỏe lâu dài.

Hình 11: Hiệu quả mô hình thu gom và sử dụng nước mưa ở Cần Thơ

Trương Ngọc Bội Khuyên, Võ Thị Huyền Dịu, và Nguyễn Thị Hồng Nhung, học sinh lớp 11A3 trường THPT chuyên Lương Thế Vinh, Biên Hòa, Đồng Nai, đã phát triển hệ thống lọc nước mưa sử dụng cảm biến sinh học Hệ thống này bao gồm nhiều xi lanh chứa khí cố định trong bể chứa nước mưa, tự động khởi động quy trình lọc khi phát hiện nước ô nhiễm Cấu trúc hệ thống bao gồm bộ phận chứa nước, hệ thống lọc và van cảm biến, với bình lọc ứng dụng phương pháp lọc cát và sỏi truyền thống, kết hợp với vật liệu mới Các nguyên liệu được sắp xếp thành nhiều tầng khác nhau, tối ưu hóa hiệu quả lọc Van cảm biến được thiết kế với nhiều xi lanh thủy tinh nhỏ chứa oxy, cho phép pittong đẩy lên và tạo áp lực để nước từ bồn chứa chảy qua bể lọc.

Hình 12: Hệ thống lọc nước mưa bằng cảm biến sinh học của nhóm học sinh trường

THPT chuyên Lương Thế Vinh, Thành phố Biên Hòa, Tỉnh Đồng Nai

Nước mưa là một nguồn tài nguyên quý giá, nhưng hiện nay chúng ta đang lãng phí khi để nước mưa chảy xuống cống mà không tận dụng Việc thu trữ và sử dụng nước mưa cần được xem xét kỹ lưỡng hơn, vì đây là một nguồn nước tiềm năng Chúng ta cần xây dựng các bể chứa nước mưa và hệ thống ống thu nước từ mái nhà ở các khu đô thị, đồng thời lập kế hoạch cho hệ thống cung cấp nước độc lập Những mục tiêu này là cần thiết để khai thác hiệu quả nguồn nước mưa.

HIỆN TRẠNG THIẾU NƯỚC SẠCH VÀO MÙA KHÔ VÀ NƯỚC MƯA CHẢY TRÀN VÀO MÙA MƯA Ở CƠ SỞ 3,5HA - TRƯỜNG ĐẠI HỌC

Lượng mưa trung bình hàng năm và tình trạng khan hiếm nước sạch trong

Đà Nẵng có khí hậu nhiệt đới gió mùa đặc trưng, với nhiệt độ cao và ít biến động Nơi đây là điểm giao thoa giữa khí hậu miền Bắc và miền Nam, nhưng chủ yếu mang đặc điểm của khí hậu nhiệt đới miền Nam Hàng năm, Đà Nẵng trải qua những biến đổi khí hậu thú vị, thu hút du khách và cư dân.

Khu vực này có hai mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 8 đến tháng 12 và mùa khô từ tháng 1 đến tháng 7 Thỉnh thoảng, có những đợt rét mùa đông nhưng không kéo dài và không quá đậm Độ ẩm không khí trung bình đạt 83,4%, với mức cao nhất vào tháng 10 và 11 (85,67-87,67%) và thấp nhất vào tháng 6, 7 (76,67-77,33%).

Lượng mưa trung bình trong 3 năm gần đây (2017-2019) là 2325 mm/năm; thấp nhất vào các tháng 2, 3 (khoảng 26,15 mm/tháng), cao nhất vào các tháng 10,

Lượng mưa trung bình ở Đà Nẵng đạt khoảng 481 mm/tháng, cho thấy khu vực Miền Trung có lượng mưa rất lớn Việc tận dụng nguồn tài nguyên nước thiên nhiên này là vô cùng cần thiết và không nên bị lãng phí.

Hình 13: Lượng mưa trung bình các tháng trong năm tại T.p Đà Nẵng giai đoạn

(Nguồn: [Tác giả tự tổng hợp])

Mặc dù Đà Nẵng có lượng mưa dồi dào, nhưng thành phố vẫn đối mặt với tình trạng khan hiếm nước Là một trong những trung tâm kinh tế, chính trị và văn hóa lớn của miền Trung và Tây Nguyên, Đà Nẵng có cơ sở hạ tầng phát triển nhanh và dân số đông (1.134.310 người vào tháng 10/2019) Sự phát triển đô thị phục vụ cho du lịch, y tế và giáo dục đang gia tăng nhu cầu sử dụng nước Tuy nhiên, biến đổi khí hậu đã làm giảm lưu lượng dòng chảy vào mùa khô ở các sông, dẫn đến sự suy giảm nghiêm trọng nguồn nước ngọt.

Nguồn nước sạch của thành phố được lấy từ: chuỗi sông Yên–Cầu Đỏ, sông

Tình trạng thiếu nước sạch tại Đà Nẵng đang trở nên nghiêm trọng, khi nguồn nước từ sông Cầu Đỏ bị nhiễm mặn do lưu lượng nước sông thấp hơn quy định Nguồn nước này cung cấp tới 97% lượng nước thô cho sản xuất nước sạch, dẫn đến chi phí sản xuất tăng cao Hiện tại, tỷ lệ dân số được cấp nước sạch trong 6 quận nội thành chỉ đạt trên 90%, trong khi công suất cần thiết để đáp ứng nhu cầu là từ 300.000 đến 400.000 m³/ngày đêm, nhưng tổng công suất hiện tại chỉ đạt 295.164 m³ Điều này đã khiến một bộ phận dân cư phải sống trong tình trạng thiếu nước sạch, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe và gia tăng nguy cơ mắc các bệnh liên quan Hơn nữa, vấn đề này còn tác động tiêu cực đến kinh tế, đặc biệt là đối với một thành phố du lịch như Đà Nẵng, tạo ra thách thức lớn cho các nhà quản lý môi trường trong những năm qua.

Dự báo cho thấy tình trạng nhiễm mặn sẽ gia tăng trong tương lai do suy giảm dòng chảy từ thượng lưu và mực nước biển dâng, dẫn đến xâm nhập mặn ngày càng thường xuyên Nguồn nước thô từ sông Cầu Đỏ không đủ tiêu chuẩn cung cấp cho nhà máy nước sạch, và khi bị nhiễm mặn, Dawaco phải lấy nước từ trạm bơm An Trạch Tuy nhiên, việc này tiềm ẩn nhiều rủi ro như mực nước không đủ để vận hành trạm bơm, sự cố về nguồn điện, và tình trạng xói lở đường ống dẫn nước qua sông trong mùa mưa Điều này có thể gây gián đoạn cung cấp nước cho thành phố Đà Nẵng, trong khi thành phố không có nguồn nước dự phòng.

Hệ thống thủy lợi tại thành phố hiện chưa được chú trọng bảo trì và quản lý, dẫn đến rủi ro về an toàn và khai thác không hiệu quả các hồ chứa Quy trình vận hành các hồ chứa thủy điện và đập dâng còn thiếu cập nhật, gây khó khăn trong điều chỉnh Hơn nữa, việc quản lý và giám sát quy trình vận hành lưu lực sông Vu Gia-Thu Bồn giữa Đà Nẵng và Quảng Nam đang gặp phức tạp do lợi ích khác nhau và tác động của biến đổi khí hậu Tình trạng thiếu nước, cạn kiệt, ô nhiễm và nhiễm mặn nghiêm trọng ở hạ lưu sông Vu Gia đã ảnh hưởng nặng nề đến đời sống và kinh tế của Đà Nẵng Do đó, việc tìm kiếm nguồn nước ngọt bổ sung trở thành nhiệm vụ cấp bách hiện nay.

Nhu cầu dùng nước ở cơ sở 3,5ha - ĐH Duy Tân

Cơ sở 3,5ha của Đại học Duy Tân bao gồm 6 cụm nhà (A, B, C, D, E và F) cùng với các tiện ích hỗ trợ như sân bóng, vườn thuốc, nhà giữ xe, căntin, nhà bảo vệ và nhà kho Diện tích còn lại chủ yếu là đất trống, chưa được xây dựng.

Theo khảo sát, trung bình mỗi ngày có khoảng 6.241 người tham gia học tập, giảng dạy, nghiên cứu và làm việc tại cơ sở 3,5ha Trong số đó, có 6.200 sinh viên, giảng viên và cán bộ hành chính, cùng với 14 lao công, 11 nhân viên phục vụ tại căng tin và 16 bảo vệ Ước tính nhu cầu nước cho tất cả các đối tượng (trừ bảo vệ) là 20 lít/ngày/người.

Bảng 4: Nhu cầu sử dụng nước cho vệ sinh các tòa nhà

STT Tòa nhà Số GV+SV+CBNV Nhu cầu sử dụng nước một ngày ( /ngày)

(Nguồn: [Tác giả tự tổng hợp])

Mỗi ngày, lượng nước cần thiết cho việc xối rửa nhà vệ sinh, vệ sinh dụng cụ phòng thí nghiệm và căn tin là 37,4 m³ Nếu cộng thêm nước sử dụng cho tưới cây, bảo vệ ăn uống và tắm giặt, tổng lượng nước tiêu thụ hàng ngày đạt 42 m³.

Nguồn nước sử dụng tại các tòa nhà của cơ sở được cung cấp từ hai nguồn chính: nước từ nhà máy thủy cục của thành phố và nước giếng khoan Hệ thống cấp nước tại đây đảm bảo cung cấp đủ nước cho nhu cầu sử dụng hàng ngày.

Hệ thống cấp nước trực tiếp cung cấp nước sạch từ đường ống công cộng của thành phố thông qua áp suất thủy lực trong đường ống chính.

- Hệ thống cấp nước gián tiếp: dùng máy bơm hút nước sạch vào bể trên mái nhà, sau đó dẫn nước đi thông qua mạng lưới đường ống phụ.

Hệ thống cấp nước này bao gồm: máy bơm nước, đường ống đứng, bể chứa, thiết bị phao tự ngắt và các đường ống phụ.

Hình 14: Hệ thống cấp nước tại cơ sở 3,5ha – ĐH Duy Tân

Vào mùa hè, tình trạng thiếu nước tại trường học trở nên nghiêm trọng do ảnh hưởng chung của toàn thành phố Mặc dù nhà trường đã cố gắng tăng cường sử dụng nước giếng khoan, nhưng chất lượng nước tại khu vực này không đảm bảo vì bị ô nhiễm từ nước rỉ rác của bãi rác Khánh Sơn Kết quả phân tích cho thấy các chỉ tiêu như COD, Amoni, độ màu và P tổng đều vượt mức quy chuẩn cho phép Hệ quả là trường phải đóng cửa một số nhà vệ sinh và hạn chế sử dụng nước, gây bất tiện cho sinh viên, giảng viên và nhân viên trong quá trình học tập, giảng dạy và nghiên cứu.

Chất lượng nước mưa chảy tràn ở cơ sở 3,5ha – ĐH Duy Tân

Hệ thống thoát nước mưa của cơ sở 3,5ha hiện tại được thiết kế như sau:

Nước mưa từ các tòa cao tầng A, B, C, D, E, F và nhà xe sẽ được thu trực tiếp từ mái nhà, sau đó chảy qua ống dẫn ngầm trong tòa nhà Hệ thống này kết nối với hệ thống thoát nước ngầm của trường, và cuối cùng dẫn đến hệ thống thoát nước chung của thành phố.

Hình 15: Hệ thống thoát nước mưa ở tòa nhà C - khu 3,5ha

Nước mưa từ mái nhà kho, căn tin và nhà bảo vệ sẽ chảy xuống nền sân và đất Một phần nước sẽ được dẫn ra cống thoát nước của trường, trong khi phần còn lại sẽ ngấm xuống đất.

Ở khu sân bóng, công trình phụ: Nước mưa chảy tràn trực tiếp xuống nền đất Sau đó là ngấm vào đất

Theo khảo sát của tác giả, diện tích mái nhà của các tòa nhà ở cơ sở 3,5ha là rất lớn Diện tích đo được thể hiện trong bảng:

Bảng 5: Diện tích mái ở từng tòa nhà của cơ sở 3,5ha – ĐH Duy Tân

STT Khu Vực Diện tích mái (m 2 )

Khi trời mưa lớn và kéo dài, lượng nước mưa thu được rất lớn, nhưng chỉ có các tòa nhà A, B, C, D, E, F và nhà xe có hệ thống thu nước mưa tập trung, giúp nước chảy xuống cống thoát nước của trường và ra cống thoát nước chung của thành phố Trong khi đó, các khu vực khác như nhà không có hệ thống thoát nước mưa kết nối trực tiếp, dẫn đến tình trạng nước chảy tràn ra nền đất hoặc xi măng Điều này gây ngập cục bộ, ảnh hưởng đến mỹ quan và gây khó khăn cho việc di chuyển của sinh viên, giảng viên và nhân viên trong trường.

Để đánh giá chất lượng nước mưa chảy tràn tại khu 3,5ha, nghiên cứu đã tiến hành lấy mẫu trong 3 đợt, mỗi đợt cách nhau 1 tuần, từ ngày 21/10/2020 đến 5/11/2020 Mẫu nước được thu thập từ mái nhà và hứng trực tiếp ngoài trời Các thông số đánh giá chất lượng nước mưa bao gồm pH, độ đục, độ cứng, COD và Coliform, với kết quả được phân tích tại Phòng thí nghiệm - Đài Khí Tượng Thủy Văn Khu Vực Trung Trung Bộ (Đà Nẵng).

Bảng 6: Kết quả phân tích chất lượng nước mưa chảy tràn ở cơ sở 3,5 ha ngày

Phương Pháp Thử Đơn Vị Tính

Bảng 7: Kết quả phân tích chất lượng nước mưa chảy tràn ở cơ sở 3,5 ha ngày

Phương Pháp Thử Đơn Vị Tính

Tích Quy Chuẩn Liên Quan Từ mái nhà

Bảng 8: Kết quả phân tích chất lượng nước mưa chảy tràn ở cơ sở 3,5 ha ngày

TT Tên Chỉ Phương Pháp Đơn Vị Kết Quả Phân Quy Chuẩn Liên Quan

Kết quả nghiên cứu cho thấy nước mưa hứng trực tiếp có chất lượng tốt hơn so với nước mưa chảy qua mái nhà Vào đầu mùa mưa (21/10/2020), các chỉ số như Độ đục, COD, và Coliform cho thấy nước hơi bẩn Đến giữa mùa mưa (29/10/2020), chỉ số Độ đục và Coliform vẫn vượt ngưỡng quy chuẩn Tuy nhiên, vào cuối mùa mưa (5/11/2020), tất cả các chỉ số đều đạt tiêu chuẩn so với QCVN 02:2009/BYT về chất lượng nước sinh hoạt Đặc biệt, cả nước mưa hứng trực tiếp và nước mưa chảy qua mái nhà đều nằm trong ngưỡng cho phép theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT về chất lượng nước mặt.

Với diện tích mái rộng lớn 3,5ha và lượng mưa dồi dào, chất lượng nước mưa khá sạch, việc thu gom và tái sử dụng nguồn nước thiên nhiên này sẽ bổ sung đáng kể cho nhu cầu nước hằng ngày Điều này không chỉ giúp giảm thiểu tình trạng khát nước vào mùa hè mà còn hạn chế tình trạng nước chảy tràn, góp phần cải thiện mỹ quan và thuận lợi cho việc di chuyển trong mùa mưa.

Chúng ta đang lãng phí nguồn nước thiên nhiên do chưa có hệ thống lưu giữ và tái sử dụng hiệu quả Lượng mưa rơi xuống thường chảy ra cống và tràn trên mặt đất, mang theo rác thải và chất ô nhiễm, dẫn đến ô nhiễm nguồn nước mặt Điều này không chỉ làm tăng chi phí sản xuất nước sạch mà còn đe dọa sự phát triển bền vững của thành phố.

Thành phố Đà Nẵng có lượng mưa dồi dào và chất lượng nước mưa tương đối sạch, ngoại trừ những cơn mưa đầu mùa Việc thu gom và tái sử dụng nguồn nước này sẽ giúp giảm thiểu tình trạng thiếu nước vào mùa khô, đồng thời giảm bớt khó khăn và bất tiện do ngập lụt trong mùa mưa tại khu vực 3,5ha Điều này hoàn toàn khả thi nhờ vào diện tích mái lớn của các tòa nhà A, B, C, D, E, F, từ đó lượng nước mưa thu gom được sẽ đáng kể và có thể bổ sung cho nhu cầu nước sinh hoạt vào mùa hè.

Hiện tại, các tòa nhà A, B, C, D, E, F chưa có hệ thống thu gom và bể chứa nước mưa, trong khi khu vực nhà xe, nhà kho, căn tin, nhà bảo vệ và trạm biến áp có chiều cao xây dựng thấp, khiến cành và lá cây rơi xuống mái Điều này, cùng với phân chim và mái tôn cũ, gây ô nhiễm và ảnh hưởng đến chất lượng nước mưa thu được Do đó, cần thiết phải lắp đặt các thiết bị xử lý đi kèm với hệ thống thu gom để đảm bảo nước mưa được sạch và ổn định hơn.

Như vậy, với quy mô, tốc độ tăng trưởng của trường như hiện nay thì việc thu gom, tái sử dụng nguồn nước mưa là việc rất cấp thiết

CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH THU GOM – SỬ DỤNG NƯỚC MƯA Ở CƠ

Đối với các tòa nhà chuẩn bị xây dựng

4.1.1 Mô hình đề xuất Đối với các tòa nhà đang chuẩn bị xây dựng thì bể chứa nước mưa nên được bố trí ở tầng ngầm của tòa nhà, theo hình sau:

Hình 17: Mô hình thu gom và bể chứa nước mưa ở các tòa nhà chưa xây

Mô hình thu gom nước mưa bắt đầu từ việc thu tập trung nước từ mái nhà qua hệ thống ống thoát, dẫn đến thiết bị xử lý nước mưa đầu vào và bể lọc thô Bể lọc thô sử dụng cát, sỏi và than hoạt tính để loại bỏ tạp chất và làm sạch nước Sau khi được lọc, nước mưa sẽ được chuyển vào bể chứa, từ đó được bơm lên bể chứa nước máy trên mái Nước mưa sau đó có thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như toilet, tưới cây, và rửa xe Trong bể chứa nước mưa, sẽ được lắp đặt hai cảm biến để theo dõi và quản lý nguồn nước hiệu quả.

Cảm biến ở mép trên cùng của bể sẽ thông báo khi mực nước đạt tối đa Khi bể đầy, van số 1 sẽ tự động đóng lại, ngăn không cho nước mưa chảy vào bể mà chuyển hướng ra cống thoát nước ngầm của trường, nhằm tránh tình trạng quá tải nước trong bể.

1 sẽ được mở cho đến khi mực nước trong bể chứa nước mưa chưa đạt đến giới hạn.

Cảm biến ở mép dưới cùng của bể có chức năng thông báo khi bể chứa nước mưa đã cạn kiệt Khi đó, van số 2 sẽ tự động mở, cho phép nước máy chảy vào bể chứa nước máy trên mái Điều này giúp ngăn ngừa tình trạng bơm đồng thời hai nguồn nước mưa và nước máy, từ đó tránh quá tải và lãng phí nước.

4.1.2 Các thiết bị trong mô hình đề xuất

Hệ thống thu gom nước mưa hoàn chỉnh bao gồm các bước: thu nước mưa từ mái nhà và máng xối, truyền dẫn qua hệ thống ống, làm sạch bằng thiết bị loại bỏ nước đầu mùa và lưới lọc, chứa nước trong bể chứa, xử lý nước qua lọc thô và sử dụng máy bơm.

Hình 18: Quy trình thu gom nước mưa áp dụng cho các tòa nhà chưa xây dựng

3 Thiết bị loại bỏ nước mưa đầu mùa

Máng thu nước mưa được lắp đặt như hình bên dưới, ở vị trí nối với ống thoát

Hình 19: Lưới lọc lắp trên hệ thống thu gom nước mưa

 Thiết bị loại bỏ nước mưa đầu mùa:

Thiết bị loại bỏ nước mưa đầu mùa được thiết kế theo hình sau:

Hình 20: Thiết bị bỏ nước đầu trận mưa

Thiết bị loại bỏ nước mưa đầu mùa hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển hướng nước mưa, cho phép nước đầu trận mưa chảy vào buồng chứa trước khi vào bể chứa nước mưa Bên trong buồng chứa, có một trái bánh phao được lắp đặt, khi nước mưa đầu mùa đầy, bánh phao sẽ nổi lên và khóa lại, chuyển hướng nước mưa vào bể chứa.

Hình 21: Nguyên lí hoạt động của thiết bị loại bỏ nước mưa đầu mùa

Lượng nước cần phải loại bỏ ở đầu mùa được tính toán dựa theo bảng sau:

Bảng 9: L ượng nước cần loại bỏ ở đầu trận mưa tương ứng với các loại mái nhà.

Lượng nước tối thiểu cần thải bỏ ở đầu trận mưa (lít/m 2 )

Ghi chú Mái nhà có điều kiện vệ sinh tốt

Mái nhà dễ ảnh hưởng bởi các chất ô nhiễm (*)

8-9 ≥ 9 Hạn chế sử dụng nước mưa cho ăn uống

12 ≥ 14 Không sử dụng nước mưa cho ăn uống

Hạn chế thu gom nước mưa qua loại mái này

Hạn chế thu gom nước mưa qua loại mái này

Không sử dụng nước mưa cho ăn uống

(*): Gần đường giao thông, bị che phủ bởi các nhành cây, chim, mèo, chuột thường hiện diện trên mái nhà.

Theo khảo sát, các tòa nhà có diện tích 3,5ha thường có mái đổ hoặc lợp tôn với điều kiện vệ sinh tốt Dựa vào bảng số liệu, lượng nước đầu trận mưa cần loại bỏ được xác định là 0,6 lít trên mỗi mét vuông diện tích mái Do đó, thể tích nước cần loại bỏ đầu mùa sẽ được tính bằng diện tích mái nhân với hệ số này Ví dụ, với tòa nhà có diện tích mái là 551m², thể tích nước cần loại bỏ đầu mùa sẽ được tính toán tương ứng.

Với thể tích nước mưa cần loại bỏ là 331 lít, ta chọn bồn nhựa đứng 500 lít có nắp

Kết quả phân tích chất lượng nước mưa cho thấy, nước mưa hứng trực tiếp hoặc chảy qua mái nhà đạt tiêu chuẩn QCVN 08-MT:2015/BTNMT về chất lượng nước mặt Tuy nhiên, khi so sánh với QCVN 02:2009/BYT về chất lượng nước sinh hoạt, các chỉ tiêu như độ đục, độ cứng và coliform chưa đạt yêu cầu Do đó, để đảm bảo nước mưa thu được sạch hơn và an toàn cho sức khỏe người sử dụng, cần phải cho nước mưa qua bể lọc trước khi sử dụng.

Hình 22: Cấu tạo bể lọc

Bình lọc có thiết kế đơn giản và sử dụng các vật liệu lọc phổ biến như cát thạch anh, sỏi, đá và than hoạt tính, giúp dễ dàng thay thế Nước được lọc qua bể với tốc độ từ 0,1 đến 0,5 m/h.

Thể tích bể chứa nước mưa được xác định bằng công thức sau:

Lượng mưa hiệu quả = A x (lượng mưa tháng lớn nhất trong năm – B) [14]

Trong đó: A – Hệ số thu gom nước mưa (0,8-0,85) (Martin, 1980)

B – Lượng nước mưa thất thoát (do bốc hơi, làm ướt mái nhà,…) - khoảng 24mm/năm hoặc 2mm/tháng (Martin, 1980)

Chọn A = 0,8, B = 2, lượng mưa lớn nhất của tháng 12 tại T.p Đà Nẵng giai đoạn (2017-2019) là 524,3mm thì:

Lượng mưa hiệu quả = 0,8 x (524,3 – 2) = 417,84 mm/

Với diện tích mái là 551 , lượng mưa hiệu quả là 417,84 mm thì:

Lượng mưa lớn nhất thu được của tháng = 417,84 x 551 = 230000 lít = 230

 Lượng mưa thu được trong một ngày là: 230/30 ~ 8

Thể tích bể chứa nước mưa được xây dựng bằng bê tông có kích thước lần lượt là: 2m x 2m x 2m

 Máy bơm: Chọn máy bơm công suất 300 W (dựa vào lưu lượng nước và chiều cao cột nước bơm)

Đối với các tòa nhà đã xây

4.2.1 Mô hình đề xuất Đối với các tòa nhà đã xây, chúng ta có thể lắp đặt bể chứa nước mưa trên mái nhà hoặc tận dụng khoảng đất trống cạnh các tòa nhà, để xây dựng bể chứa ngầm Tuy nhiên, khi xây các bể nước trên mái nhà sẽ tiềm ẩn nhiều rủi ro, nguy cơ Cho nên, đề tài chọn xây dựng bể chứa ngầm ở các khoảng đất trống bên cạnh.

Mô hình được đề xuất theo hình minh họa dưới đây:

Hình 23: Mô hình thu gom nước mưa áp dụng cho các tòa nhà đã xây dựng

Theo mô hình thu gom nước mưa, nước sẽ được tập trung từ mái nhà và chảy qua hệ thống ống dẫn xuống thiết bị xử lý nước mưa Sau đó, nước sẽ đi qua bể lọc thô với các thành phần như cát, sỏi và than hoạt tính để loại bỏ tạp chất và làm trong nước Nước đã được lọc sẽ được chứa trong bể chứa nước mưa và sau đó được bơm lên bể chứa nước máy trên mái Nước mưa này có thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như vệ sinh toilet, tưới cây và rửa xe Trong bể chứa nước mưa, cũng được lắp đặt hai cảm biến để theo dõi chất lượng và mức nước.

Cảm biến ở mép trên cùng của bể giúp xác định khi nào mực nước đạt tối đa Khi đạt sức chứa tối đa, van số 1 sẽ tự động đóng lại, ngăn không cho nước mưa chảy vào bể chứa mà thay vào đó dẫn thẳng ra cống thoát nước ngầm của trường, nhằm tránh tình trạng quá tải Van số 1 sẽ được mở lại khi mực nước trong bể chưa đạt đến giới hạn tối đa.

Cảm biến ở mép dưới cùng của thành bể giúp xác định khi nào bể chứa nước mưa hết nước Khi đó, van số 2 sẽ tự động mở để cho nước máy chảy vào bể chứa nước máy trên mái Điều này ngăn chặn tình trạng bơm đồng thời hai nguồn nước mưa và nước máy, từ đó tránh gây quá tải và lãng phí nguồn nước.

4.2.2 Các thiết bị trong mô hình đề xuất

Hệ thống thu gom nước mưa trong mô hình này bao gồm các bước tương tự như mô hình cho các tòa nhà mới, với các thành phần chính như thu nước mưa từ mái nhà và máng xối, truyền dẫn qua hệ thống ống, làm sạch bằng thiết bị loại bỏ nước mưa đầu mùa và lưới lọc, chứa nước trong bể chứa, xử lý nước qua lọc thô và sử dụng máy bơm.

Máng thu nước mưa và thiết bị lọc nước mưa đầu mùa được thiết kế và vận hành tương tự như mô hình cho các tòa nhà chưa xây dựng Việc tính toán thể tích bể chứa nước cho thiết bị này được thực hiện theo quy định tại mục 4.1, tương tự như đối với các tòa nhà chuẩn bị xây dựng Chúng ta lựa chọn bồn nhựa đứng có nắp với các thể tích phù hợp dựa trên kết quả tính toán đã thực hiện.

Bảng 10: Thể tích bồn chứa nước mưa của thiết bị bỏ nước mưa đầu mùa cho từng tòa nhà ở cơ sở 3,5ha

STT Tòa nhà Diện tích mái nhà ( )

Thể tích bể chứa nước mưa cần loại bỏ (lít)

Chọn thể tích bồn chứa tương ứng (lít)

Bảng 11: Thể tích bể chứa nước mưa ngầm

Thể tích bể chứa nước mưa ( ) (tính theo lượng mưa và diện tích mái)

Thể tích bể chứa nước mưa chọn (

 Chọn máy bơm công suất từ 300-750 W (dựa vào lưu lượng nước và chiều cao cột nước bơm)

Ưu và nhược điểm của 2 mô hình được đề xuất

Được thiết kế ngầm ở dưới mặt đất không để lộ ra ngoài nên có tính thẩm mĩ cao

Hệ thống vận hành đơn giãn, dễ sử dụng, chi phí thay vật liệu lọc rẻ, tiết kiệm chi phí

Là sản phẩm thiết thực, đáp ứng được tình trạng thiếu nước vào mùa hè.

Tiết kiệm được chi phí sử dụng nước, thời gian sử dụng dài

Hạn chế tình trạng ngập lụt do lượng nước mưa đổ trực tiếp ra đường, tăng lượng nước thải vào hệ thống xử lý

Trong quá trình sử dụng cần phải tăng cường công tác quản lý và bảo dưỡng các hạng mục trong hệ thống.

- Làm vệ sinh ở trận mưa đầu tiên mùa mưa trước khi bắt đầu thu gom nước mưa.

- Kiểm tra và làm vệ sinh máng xối định kỳ (mỗi tháng một lần) trong suốt mùa mưa.

- Tránh để chuột, mèo hay chim trú ngụ, làm tổ ở máng xối

- Thực hiện sữa chữa hoặc thay mới nếu máng xối bị rò rỉ nước.

- Vệ sinh mái nhà sau trận mưa ở đầu mùa, hay trước khi tiến hành thu nước mưa

- Kiểm tra mái nhà thường xuyên trong suốt mùa mưa để đảm bảo điều kiện vệ sinh

- Thực hiện vệ sinh mái nhà nếu phát hiện có bụi, lá cây, rong rêu bám dính trên mái, hoặc có sự phóng uế của mèo, chuột, thằn lằn.

- Thực hiện sửa chữa hoặc thay mới nếu mái nhà đã cũ hoặc bị rỉ sét, bong tróc

Thiết bị bỏ nước mưa đầu trận mưa:

- Kiểm tra thường xuyên (1 tháng/lần) để đảm bảo ống xả của thiết bị không bị tắc nghẽn.

- Kiểm tra bên trong, tránh để chuột, bọ hay các loài bò sát làm tổ trong mùa khô

- Kiểm tra thường xuyên thiết bị lược rác (sau mỗi trận mưa), để tránh rác và lá cây dính lâu trên thiết bị.

- Lắp đặt lưới lọc để ngăn lá cây, mảnh vụn đi vào bể chứa, đảm bảo kín nước, tránh rò rỉ.

- Vệ sinh lưới lọc thường xuyên, đảm bảo lưới không bị

- Đảm bảo chúng không bị hư hỏng và rò rỉ nước.

- Vệ sinh bể chứa nước mưa sau khi sử dụng hết nước bên trong vào đầu mùa mưa nhằm loại bỏ cặn lắng

Để hạn chế tình trạng bùn lắng bị cuốn trôi khi lấy nước, ống lấy nước (vòi) cần được lắp đặt cao hơn đáy bể ít nhất 150mm.

- Không để vật sắc nhọn và vật nặng lên ống dẫn nước nhằm tránh hư hỏng, bể ống.

- Súc rửa đường ống dẫn nước ở đầu mùa mưa và khi thời gian giữa các trận mưa kéo dài

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Mỗi ngày, có khoảng 6.241 người tham gia học tập, giảng dạy, nghiên cứu và làm việc tại cơ sở 3,5ha Nhu cầu sử dụng nước trung bình hàng ngày là 42 m³ Vào mùa hè, tình trạng thiếu nước diễn ra phổ biến trên toàn thành phố, ảnh hưởng đến trường học Trong khi đó, mùa mưa lại gây ngập lụt do nước mưa chảy tràn, làm mất mỹ quan của trường.

Diện tích mái tại cơ sở 3,5ha lớn và lượng mưa dồi dào, với chất lượng nước mưa tương đối sạch, tạo cơ hội cho việc thu gom và tái sử dụng nước mưa Việc này không chỉ bổ sung đáng kể vào nguồn nước sử dụng hàng ngày, mà còn giúp giảm tình trạng khát nước vào mùa hè Hơn nữa, nó còn hạn chế tình trạng nước chảy tràn, góp phần cải thiện mỹ quan và thuận tiện cho việc di chuyển trong mùa mưa.

Chất lượng nước mưa thu được tại cơ sở 3,5ha, ngoại trừ nước mưa đầu mùa, tương đối sạch Kết quả phân tích ba mẫu nước mưa từ ngày 21/10/2020 đến 5/11/2020 cho thấy nước mưa hứng trực tiếp sạch hơn nước mưa chảy qua mái nhà Nước mưa đầu mùa (21/10/2020) có chất lượng hơi kém với các thông số Độ đục, COD, Coliform vượt quy chuẩn Trong khi đó, giữa mùa mưa (29/10/2020), Độ đục và Coliform vẫn vượt mức cho phép, nhưng đến cuối mùa mưa (5/11/2020), tất cả các thông số đều đạt tiêu chuẩn theo QCVN 02:2009/BYT So với QCVN 08-MT:2015/BTNMT, chất lượng nước mưa hứng trực tiếp và nước chảy qua mái nhà đều nằm trong ngưỡng cho phép.

Thành phố Đà Nẵng, cùng với đại học Duy Tân, đang lãng phí nguồn nước thiên nhiên quý giá do chưa có công trình lưu giữ và tái sử dụng Lượng mưa lớn rơi xuống không được tận dụng, mà chảy thẳng ra cống và tràn trên mặt đất, cuốn theo rác và chất ô nhiễm Điều này không chỉ làm ô nhiễm nguồn nước mặt mà còn tăng chi phí sản xuất nước sạch, đe dọa sự phát triển bền vững của thành phố.

Nghiên cứu đã đề xuất hai mô hình thu gom nước mưa cho từng loại tòa nhà (chưa xây và đã xây), với ưu điểm dễ sử dụng, giúp giải quyết tình trạng thiếu nước hiện nay, tiết kiệm chi phí sử dụng nước, giảm thiểu ngập lụt và đảm bảo phát triển bền vững Tuy nhiên, nhược điểm là cần có công tác quản lý vận hành tốt và chi phí đầu tư ban đầu tương đối lớn.

Do thời gian thực hiện đề tài hạn chế, chúng tôi không thể triển khai mô hình vào thực tế Kính mong nhà trường sớm tạo điều kiện để thực hiện mô hình thu gom này.