Mô hình cấp nước sinh hoạt cho vùng khan hiếm nước tỉnh Sơn La theo công nghệ đập ngầm - Hào thu nước

Download

KHOA HỌC

CÔNG NGHỆ

MÔ HÌNH CẤP NƯỚC SINH HOẠT CHO VÙNG KHAN HIẾM NƯỚC

TỈNH SƠN LA THEO CÔNG NGHỆ ĐẬP NGẦM - HÀO THU NƯỚC

KS. Trần Văn Hải

Trung tâm Nước sinh hoạt & VSMT tỉnh Sơn La

GS.TS Nguyễn Quốc Dũng

Viện thủy công

Tóm tắt: Bài báo giới thiệu kết quả nghiên cứu, ứng dụng băng thu nước ngầm để thu nước

trong vùng đất ẩm ướt, tạo nguồn cấp nước sinh hoạt hợp vệ sinh cho các vùng khan hiếm nước

thuộc các xã đặc biệt khó khăn trên địa bàn tỉnh Sơn La. Đây là một đề tài do Sở KH&CN Sơn

La quản lý, Trung tâm Nước sinh hoạt & VSMT nông thôn Sơn La là đơn vị thực hiện đã được

nghiệm thu tháng 12/2016. Xuất phát từ công nghệ nguồn do Viện Thủy công chuyển giao, đề tài

đã có những cải tiến cho phù hợp với điều kiện thực tiễn của Sơn La. Bài báo giới thiệu kết quả

nghiên cứu, cải tiến và ứng dụng kết quả đề tài để xây dựng mô hình cấp nước cho 55 hộ dân tại

Bản Sói, xã Bó Mười, huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La.

Từ khóa: đập ngầm, hào thu nước, băng thu nước, cấp nước sinh hoạt miền núi, cấp nước

cho vùng khan hiếm nước.

Summary: This paper presents results of studying, implementing drain waterbelt to collect and

gather water under wetlands located in mountain areas of Son La province, in order to provide

fresh water for people life in communes which are suffer from very dry climate and poor

economy. This R&D project was funded by Son La Department of Science and Technology,

Center of water and rural environment salination is in chart of project owner, with Hydraulic

construction is in role of technology transfer. During process of R&D activities, the author have

some valuable innovation performs for transferred sub-surface dam structures in order to profit

with particular conditions of site. Project results were successfully applied in Ban Soi village, Bo

Muoi commune, Thuan Chau Dist., Son La Province.

1. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH CẤP dụng các nguồn nước mặt (mó, suối, hồ,…),

NƯỚC SINH HOẠT TRÊN ĐỊA BÀN chỉ có 9 công trình sử dụng nước ngầm bằng

TỈNH SƠN LA ^*

giếng khoan.

Tính đến hết năm 2014 toàn tỉnh đã có 1.456 Với công trình lấy nước từ mó nước, nguồn

công trình cấp nước nông thôn, với 83.835 nước thường được tạo ra bằng cách xây bao

người được cấp NSH hợp vệ sinh (chiếm mó hoặc làm hào thấm ngang. Với công trình

80,5% dân số nông thôn), trong đó có 27,5% lấy nước trên suối hình thức phổ biến là đập

đạt tiêu chuẩn nước sạch theo QC02/BYT.

dâng thu nước qua họng thu hoặc hào thấm

trên mặt đập. Một số công trình lấy nước từ

chân thác. Rất ít công trình lấy nước trực tiếp

từ hồ chứa. Giếng khoan lấy nước từ các hang

động ngầm hoặc tầng đá nứt nẻ ở độ sâu từ

30m đến 90m.

Trong số 1.456 công trình cấp nước có 1..394

công trình tự chảy, 59 công trình bơm dẫn, còn

lại là hỗn hợp bơm và tự chảy. Đa số đều sử

Ngày nhận bài: 27/12/2016

Ngày thông qua phản biện: 20/01/2017

Ngày duyệt đăng: 24/2/2017

Đánh giá hiệu quả hoạt động của các công

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 37 - 2017

KHOA HỌC

CÔNG NGHỆ

trình cấp nước SH theo các tiêu chí ở Bảng 1 cho kết quả như sau:

Bảng 1: Đánh giá hiệu quả hoạt động của các công trình cấp NSH trên địa bản tỉnh Sơn La [1]

Hoạt động có hiệu Tổ chức quản lý có đủ trình độ chuyên môn, phù hợp yêu cầu 12%

quả, bền vững

kỹ thuật công trình, công trình hoạt động liên tục, số đấu nối

tăng ít nhất 5% so với thời điểm đưa công trình vào sử dụng,

phí sử dụng nước thu đúng, đủ theo giá thành sản xuất

Đang hoạt động Tổ chức quản lý có đủ trình độ chuyên môn, phù hợp yêu cầu 46,6%

bình thường

kỹ thuật công trình, công trình hoạt động liên tục, số đấu nối

duy trì so với thời điểm đưa công trình vào sử dụng, phí sử

dụng nước thu đủ trả cho người vận hành và sửa chữa nhỏ

Hoạt động kém hiệu Tổ chức quản lý, công trình hoạt động liên tục, số đấu nối suy 22,9%

quả

giảm tới 25% so với thời điểm đưa công trình vào sử dụng, phí

sử dụng nước thu không đủ trả cho người vận hành

Đã ngừng hoạt Không có tổ chức nhận trách nhiệm quản lý, công trình hoạt 18,4%

động

động gián đoạn, thời gian ngừng quá 30% tổng thời gian trong

năm, số đấu nối suy giảm quá 25% so với thời điểm đưa công

trình vào sử dụng, phí sử dụng nước thu không đủ trả cho

người vận hành

Nguyên nhân công trình hoạt động kémhiệu quả: vùng khô hạn khắc nghiệt, không có dòng

chảy mặt về mùa khô, nước ngầm cũng không

tồn tại để có thể khoan giếng.

35% công trình hư hỏng do đầu mối thu nước

bị cát sỏi bồi lấp, cửa lấy nước bị thu hẹp làm

Tuy nhiên, phân tích đặc điểm địa chất tại

những vùng khan hiếm nước trên địa bàn tỉnh

Sơn La cũng có thể lấy được nước nếu có dạng

công trình thu phù hợp. Cấu tạo địa chất Kast

tạo ra những điểm xuất lộ ẩm ướt, rải rác trên

mặt đất vào mùa khô, nhưng vào mùa mưa có

thể bùng lên thành vòi ở một chỗ khác. Nhiều

công trình xây bao lấy nước mó bị cạn kiệt, bỏ

không hoạt động được là vì vậy. Ở những

vùng khan hiếm nước, vào mùa khô nước chỉ

tồn tại trong các thấu kính cuội sỏi, nằm sâu

dưới mặt đất, các kiểu công trình thu nước

hiện có không khai thác được lượng nước kiểu

như thế này.

giảm lượng nước dẫn về bể. Một số công trình

bị lũ cuốn trôi;

Một số công trình do nguồn nước mặt (mó,

huổi) bị cạn kiệt;

Chất lượng nước không đảm bảo. Đặc biệt về

mùa lũ nước đục, việc lọc nước rất tốn kém;

Năng lực quản lý vận hành không phù hợp.

2. XUẤT XỨ DỰ ÁN ỨNG DỤNG SÁNG

CHẾ “ĐẬP NGẦM- HÀO THU NƯỚC”

VÀO THỰC TIỄN TỈNH SƠN LA

Nhằm đáp ứng mục tiêu đến năm 2020 cấp

nước hợp vệ sinh lên con số 95%, ngoài yêu

cầu về vốn đầu tư hàng năm từ nhiều nguồn,

một vấn đề quan trọng là phải có giải pháp

KHCN để tạo nguồn nước. Thực tế ở 32 xã

khó khăn, khan hiếm nước (theo Nghị quyết số

93/2014/NQ-HĐND tỉnh Sơn La) hiện nay có

tình trạng không có công trình cấp nước, hoặc

công trình không hoạt động do nằm ở những

Sáng chế “đập ngầm- hào thu nước” của Viện

Thủy công – Viện KHTL Việt nam đã được áp

dụng ở nhiều địa phương trong nước nhưng

chưa được áp dụng ở Sơn La, đặc biệt là cho

32 xã vùng khan hiếm nước đang rất cần loại

công trình phù hợp. Vì vậy, tháng 10 năm

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 37 - 2017

KHOA HỌC

CÔNG NGHỆ

2015 sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Sơn La Nước dưới đất thấm qua tầng cát, sau đó đi

đã có quyết định giao cho Trung tâm nước vào rãnh khía trên băng theo nguyên lý mao

sinh hoạt và VSMT tỉnh Sơn La thực hiện Dự dẫn do đó đã ngăn cản các hạt bụi, căn lơ lửng

án “Thử nghiệm ứng dụng băng thu nước đi theo dòng thấm. Kết cấu này tạo ra một hình

ngầm để thu nước vùng đất ẩm ướt, tạo nguồn thức lọc chậm rất hiệu quả.

nước sinh hoạt hợp vệ sinh cho các vùng khan

Khi áp dụng TCCS 02:2014/VTC vào thực

hiếm nước thuộc các xã đặc biệt khó khăn trên

tiễn công trình cấp NSH tại xã Bó Mười, nhóm

địa bàn tỉnh Sơn La”. Thời gian thực hiện 14

tác giả đã có những cải tiến phù hợp như sau:

tháng (từ tháng 10/2015 đến tháng 12/2016).

3.1 Điều kiện áp dụng

Tổng kinh phí thực hiện là 1tỷ400 triệu, trong

đó NSKH được cấp là 642 triệu đồng.

Tại các công trình mà Viện Thủy công đã thực

hiện đều không đến mức khan hiếm như công

trình ở Bản Sói, xã Bó Mười- Thuận Châu.

Công trình dạng đập ngầm đặt trong lòng suối

(như ở Nậm Cha- Lai Châu) hoặc hào thu

nước mái đồi (như ở Chăn Nưa- Lai Châu

hoặc Kim Bình – Tuyên Quang) đều có nguồn

dồi dào hơn nhiều, nước xuất lộ lên mặt ngay

cả trong mùa khô.

Dự án đã được Hội đồng KHCN do tỉnh Sơn

La tổ chức đánh giá, nghiệm thu với kết quả

như sau:

Tiếp nhận công nghệ “đập ngầm- hào thu nước”

và cải tiến cho phù hợp đểthu nước vùng đất ẩm

ướt, tạo nguồn nước sinh hoạt hợp vệ sinh cho

các vùng khan hiếm nước thuộc các xã đặc biệt

khó khăn trên địa bàn tỉnh;

Tại Bản Sói, xã Bó Mười, huyện Thuận

Châu là điểm dự kiến xây dựng công trình

không có sông suối tự nhiên, thời điểm khảo

sát vào tháng 4/2015 chỉ có mạch nước lưu

lượng khỏang 0,05 l/s. Tầng chứa nước cuội

sỏi tích tụ trên khe hẹp ở độ sâu 0,6 đến

1,7m. Lớp trên là đất á sét chặt, lớp dưới là

đá bột kết màu vàng xám, phong hóa thành

các lớp mỏng theo hướng nằm nagng tim

huổi. Lưu lượng đo được trong hào đào là

0,9 l/s. Mực nước dâng ổn định ở 0,8m kể từ

đáy hố và cách mặt đất 0,9m.

Xây dựng mô hình công trình cấp nước cho 58

hộ dân (với gầnn 300 nhân khẩu) với định mức

55lít/người/ng.đêm tại Bản Sói, xã Bó Mười,

h. Thuận Châu.

Sau đây là tóm tắt kết quả đạt được của dự án.

3. NHỮNG CẢI TIẾN VỀ CÔNG NGHỆ

TRONG DỰ ÁN

Công nghệ “Đập ngầm – hào thu nước” đã

được cấp Bằng Sáng chế số 12311 (Quyết định

số 4274/QĐ-SHTT của Cục Sở hữu trí tuệ,

ngày 20/01/2014) cho Viện Thủy công. Bộ

Nông nghiệp và PTNT đã công nhận Tiến bộ 3.2 Phương pháp khảo sát

kỹ thuật ngành (QĐ công nhận TBKT số

Trong TCCS 02:2014/VTC hướng dẫn đánh

682/QĐ-TCTL-KHCN ngày 01/10/2014 của

Bộ NN&PTNT cho Hệ thống lấy nước sinh

hoạt kiểu đập ngầm và hào thu nước). Viện

Thủy công đã ban hành Tiêu chuẩn cơ sở

TCCS 02:2014/VTC “Hướng dẫn thiết kế thi

công công trình thu nước dạng đập ngầm, hào

thu nước”.

giá n guồn nước vào mùa khô bằng cách đào hố

thám sát 1mx1m, sâu 1 đến 2m. Với địa điểm

của dự án, đầu tiên các tác giả đã sử dụng

phương pháp đánh giá, phân tích trực quan

bằng mắt tại hiện trường. Việc lựa chọn vị trí

đầu mối thu nước vừa p hải đảm bảo cao độ tự

chảy về bể tập trung, vừa phải chọn được vị trí

Bản chất của công nghệ là sử dụng các băng có tầng cuội sỏi dày để chứa được nhiều nước.

thu nước khía rãnh hình  đặt trong tầng cát Bằng kinh nghiệm nhiều năm công tác tại Sơn

hạt thô dùng để thu nước trong đất bão hòa. La cho thấy rằng, dọc theo huổi cạn nếu có các

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 37 - 2017

KHOA HỌC

CÔNG NGHỆ

miệng phun nước trong mùa mưa thì chứng tỏ Với vùng khan hiếm nước như ở Thuận Châu,

tầng cuội sỏi dưới đó bị chặn lại do đột biến nếu sử dụng các hố thám sát kích thước hạn

địa chất tầng đá gốc. Trên cắt dọc huổi, các chế sẽ không đánh giá được chính xác điều

điểm xuất lộ nước như vậy thường nằm sát kiện địa chất thủy văn. Tác giả kiến nghị đào

mép bậc, thượng lưu độ dốc nhổ, hạ lưu độ thành một hào cắt ngang suối, hình chữ U,

dốc lớn. Nếu sử dụng các thiết bị khảo sát sang hai bên vai đồi, dài hơn phạm vi đặt băng

hiện đại (như máy phát sóng tần số thấp, địa dự kiến , sâu cắt qua hết tầng cuội sỏi, cho đến

vật lý, … ) thì dễ dàng tìm được các tầng cuội tầng cách nước hoặc ít thấm nước.

sỏi bồi tích trong bồn trũng như vậy.

Hình 1: Dự kiến đặt băng thu tại một đoạn lòng Hình 2: Hào đào để đánh giá nguồn nước vào

suối nằm ngang, phía trên của một điểm phun

nước trong mùa mưa

mùa khô, cắt ngang suối

3.3 Kết cấu thu nước

mà vào mùa mưa nước trong các khe nứt của

đá gốc có thể đầy ngược lên mặt đất, làm hư

hỏng tầng cát lọc. Vì vậy, kết cấu của đập

ngầm đã có những điều chỉnh thích hợp (xem

hình 4 & 5), cụ thể như sau:

Trong TCCS 02:2014/VTC đập ngầm chỉ đơn

giản là một tấm HDPE chắn cắt qua tầng cuội

sỏi. Xét thấy tại công trình này nước vận

chuyển không chỉ theo phương dọc đáy suối,

Hình 3: Hình cắt kết cấu đập ngầm

Hình 4: Mặt bằng bố trí đập ngầm

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 37 - 2017

KHOA HỌC

CÔNG NGHỆ

Sau khi đào hố móng đến cao độ thiết kế tiến đầm chặt, sau đó lắp đặt băng thu nước;

hành lắp dựng tấm HDPE chặn bờ hạ lưu, sau

Cắm các ống thông áp chạm vào mặt lớp sỏi;

đó rải một lớp dăm sỏi 10cm để làm phẳng hố

Rải tiếp lớp cát vàng dày 30cm lên hệ thống

móng, chặn đè lên tấm HDPE;

băng;

Rải 2 lớp lưới PVC lên mặt sỏi, sau đó đặt các

Đắp đất chọn lọc, đầm nhẹ hoàn thổ đến cao

ống nhựa châm kim để sục rửa sau này;

độ thiết kế

Rải tiếp lớp cát vàng dày 30cm và tháo nước

Hình 5: Đào hố móng cắt ngang lòng suối

Hình 6: Chặn tầng cuội sỏi bằng tấm HDPE

Hình 7: Lắp đặt băng thu nước trong lớp cát

Hình 8: Lấp hoàn trả mặt bằng

Trình tự như trên có những khác biệt với quy nước ngầm lớn hơn khả năng thu nước của hệ

trình nêu trong TCCS 02:2014/VTC như sau: thống băng;

Có một vài lớp lưới PVC rải xuống mặt nền để Đắp đất chọn lọc lên lớp cát (thay vì lớp đá

mạch đùn từ đáy móng không làm hư hỏng lớp dăm, đá hộc như trong TCCS 02:2014) để hạn

cát lọc;

chế nước mưa, nước mặt thấm trực tiếp xuống

lớp cát. Làm như vậy để hạn chế ô nhiễm nước

do phân bón, thuốc trừ sâu, trừ cỏ trên nương

rẫy chảy vào hệ thống lọc. Đồng thời cũng

ngặn chặn hiện tượng đá hộc có thể chím vào

Lắp đặt thêm các ống châm kim ở đáy, nối với

bơm lắc tay để sục rửa cặn lắng;

Lắp đặt các ống thông áp đề phòng áp lực

nước đẩy bục tầng cát khi lưu lượng dòng

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 37 - 2017

KHOA HỌC

CÔNG NGHỆ

tầng cát khi có dòng nước ngầm đẩy ngược.

1 ngày đêm. Mùa Khô: Trên 60 lít/ người 1

ngày đêm.

4. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ CỦA MÔ HÌNH

THỰC TẾ

4.3 Công trình thu nước dạng đập ngầm hào

thu nước nằm sâu dưới đất nên dễ bảo vệ, quản

lý, không bị hư hỏng do sạt lở đất, do bồi lắng

hoặc bị dòng lũ phá hoại như các dạng công

trình hiện có. Việc bố trí thêm kết cấu xúc rửa

bằng bơm lắc tay cho phép duy tu kết cấu lọc

hàng năm.

4.1 Từ công nghệ cơ sở do Viện Thủy công

chuyển giao, đềtàiđã có những cải tiến thích hợp

cho điều kiện cụ thể của công trình thử nghiệm

nằm ở vùng khan hiếm nước tỉnh Sơn La

4.2 Mô hình dạng hào thu kết hợp đập chắn với

chiều dài hào L= 14,2, rộng B=2,5 m, sâu 1,73

m. Chênh cao giữa bề mặt nguồn nước với nhà

cao nhất trong khu dân cư khoảng 14m, đủ để

dẫn tự chảy. Lưu lượng đo lúc khảo sát đạt 0,12

l/s tương ứng khoảng 10,3 m3/ngày đêm. Sau

khi đưa vào vận hành lưu lượng đo được cụ thể

4.4 Việc thi công đơn giản, sử dụng nhân

công địa phương. Vật liệu sử dụng vật liệu sẵn

có tại địa phương. Riêng băng thu nước phải

nhập ngoại, nhưng chỉ chiếm 1,7% giá thành

công trình đầu mối.

như sau: Ngày 08/4/2016 đạt 12 m³/ngày đêm 4.5 Suất đầu tư: 16.503.844/ 1 đấu nối.

(sau khi thi công xong); Ngày 08/5/2016 đạt 22 Phương án băng thu chi phí thấp hơn phương

m3/ngày đêm; Ngày 08/6/2016 đạt 35m3/ngày án hào thu truyền thống: 2.203.844 đồng/1

đêm. Đánh giá: Lưu lượng thu được cao hơn dự đấu nối

kiến đủ cấp cho nhu cầu sinh hoạt 57 hộ dân

bản Sói với mức: Mùa mưa: trên 100 lít / người

QC-09/2008/BTN, cụ thể là:

4.6 Chất lượng nước đạt chỉ tiêu quy định tại

Chỉ tiêu cảm quan

Kết quả xét nghiệm

Giới hạn

Chỉ tiêu

phân tích

Ngày

Đơn vị

II QC-

02/BYT

Ngày

07/7/2015 08/4/2016

12/4/2016 18/6/2016

(khảo sát) (TC xong)

A Chỉ tiêu cảm quan

Màu sắc T CU

Không

có mùi

vị lạ

Không có

mùi vị lạ

Không có Không có Không có

Mùi vị

mùi vị lạ

Độ đục

NTU

Chỉ tiêu thành phần hóa học

Clorua

mg/l

(Cl-)

5,7

Độ

Amoni

(NH 4+)

cứng

mg/l

NTU

mg/l

6.0 – 8.5

200

7,3

200

7,54

0,13

200

7,54

0,13

200

7,54

0,13

0,19

Sắt(Fe

2+,Fe3+)

mg/l

0,5

0.17

0,17

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 37 - 2017

KHOA HỌC

CÔNG NGHỆ

Kết quả xét nghiệm

Ngày

Giới hạn

II QC-

02/BYT

Chỉ tiêu

phân tích

Ngày

Đơn vị

Ngày

07/7/2015 08/4/2016

(khảo sát) (TC xong)

12/4/2016 18/6/2016

Asen (As)

mg/l

0.05

0.00

0,04

0.00

0,1

0.00

0,1

0.00

0,1

10 Florua (F-)

Chỉ tiêu hữu cơ và vi sinh

Độ oxy

hóa theo

KM nO4

mg/l

4,8

6,4

4,6

4,4

Chỉ tiêu vi sinh

khuẩn/100ml

E.coli

Tổng

150

Coliform khuẩn/100ml

3. KẾT LUẬN

KHCN cấp tỉnh Sơn La “Thử nghiệm ứng

dụng băng thu nước ngầm để thu nước vùng đất

ẩm ướt, tạo nguồn nước sinh hoạt hợp vệ sinh

cho các vùng khan hiếm nước thuộc các xã đặc

biệt khó khăn trên địa bàn tỉnh Sơn La” do KS

Trần Văn Hải làm chủ nhiệm, Viện Thủy công

là đơn vị chuyển giao công nghệ. Các tác giả

chân thành cám ơn Sở KH&CN tỉnh Lai Châu

đã tài trợ cho chương trình nghiên cứu này, cám

ơn Trung tâm NSH&VSMTNT tỉnh Sơn La đã

hỗ trợ trong việc triển khai dự án, cám ơn các

cấp chính quyền và bà con xã Bó Mười đã đồng

Việc lựa chọn công nghệ phù hợp để có giải

pháp cho 32 xã đặc biệt khó khăn của tỉnh Sơn

La về nước sinh hoạt theo Nghị quyết số

93/2014/NQ-HĐND là hết sức cấp bách, có

tính khoa học và thực tiễn.

Kết quả đạt trên mô hình thực tiễn tại Bản Sói,

xã Bó Mười, huyện Thuận Châu đã được nhiều

địa phương đến tham quan. Dự kiến trong năm

2017, mỗi huyện sẽ áp dụng 1 công trình

tương tự để rút kinh nghiệm và mở rộng.

Lời cám ơn: Bài báo này sử dụng các tư liệu hành trong suốt quá trình xây dựng công trình

và kết quả nghiên cứu thử nghiệm của Dự án thử nghiệm.

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 37 - 2017

7 trang Mãnh Khiết 13/01/2024 7720 Free

Download

Bạn đang xem tài liệu "Mô hình cấp nước sinh hoạt cho vùng khan hiếm nước tỉnh Sơn La theo công nghệ đập ngầm - Hào thu nước", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

mo_hinh_cap_nuoc_sinh_hoat_cho_vung_khan_hiem_nuoc_tinh_son.pdf