Tóm tắt

Theo thống kê tỷ lệ thất thoát nước sạch vào năm 2008 khoảng 45-50% (trên tổng công suất cung cấp nước 1.500.000 m3/ng.đ) đến năm 2015 giảm còn khoảng 30% (trên tổng công suất phát nước 2.100.000 m3/ng.đ) của Tổng Công ty Cấp nước Sài Gòn (SAWACO) là một trong những nỗ lực rất lớn của ngánh nước TP. Hồ Chí Minh trong việc quản lý vận hành hệ thống cấp nước. Việc thu thập dữ liệu và nghiên cứu thực tế cho mạng lưới cấp nước hiện hữu, tiến hành mô hình thực nghiệm, nghiên cứu và xử lý số liệu thống kê của các mẫu... với các dụng cụ, thiết bị thí nghiệm chuyên ngành chống thất thoát nước như tiền định vị, tương quan âm, khuếch đại âm, thiết bị dò tìm ống gang và ống nhưa, thiết bi thu nhận dữ liệu lưu lượng và áp lực, van điều tiết lưu lượng và áp lực, van xả khí, lưu lượng kế siêu âm, lưu lượng kế đện từ, đồng hồ thể tích cấp C, đồng hồ đa tia cấp B, đồng hồ Woltman, đồng hồ Compound... nhằm tìm hiểu các nguyên nhân gây thất thoát nước sạch cũng nghiên cứu giải pháp kỹ thuật, quản lý, công nghệ thích hợp nhằm giàm thiều thất thoát nước cho mạng lưới cấp nước hiện hữu SAWACO, với các đặc trưng riêng, các vùng cấp nước có áp lực, lưu lượng cao và thấp, ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên, kỹ thuật, vật liệu..

Giới thiệu hệ thống cấp nước TP. Hồ Chí Minh

Tổng quan về hệ thống cấp nước đô thị: Hệ thống cấp nước TP. Hồ Chí Minh do Tổng Công ty cấp nước Sài Gòn (SAWACO) vận hành có công suất lớn nhất cả nước với công suất thiết kế hiện hữu khoảng 2,400,000 m3/ngàyđêm, công suất phát nước thực tế chỉ khoảng 2,100,000 m3/ngđ. Do đặc thù của hệ thống cấp nước của thành phố rộng lớn, các nhà máy nước chỉ tập trung tại 02 cụm nên có sự bất đồng đều về áp lực trên mạng lưới cấp nước, có những khu vực có áp lực nước rất yếu (như khu vực quận 6, 8, Bình Tân, Bình Chánh, Nhà Bè,). Bên cạnh đó, do hệ thống mạng lưới cấp nước của thành phố trải qua nhiều giai đoạn phát triển khác nhau nên thiếu sự đồng bộ, ống cũ mục còn nhiều dẫn đến tỷ lệ thất thoát nước khá cao ở mức khoảng 30%. Tuy nhiên, TNN sạch là tài nguyên hữu hạn, thất thoát nước cũng ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động cung cấp nước sạch của SAWACO nên nhiệm vụ làm sao duy trì thất thoát nước ở mức thấp nhất có thể (ở mức 10 – 15%, là hợp lý cho hệ thống cấp nước hiện tại) là một yêu cầu cấp thiết cần đặt ra.

Bảng 1: Thống kê công suất của các nhà máy xử lý nước TP.HCM ( Nguồn : SAWACO)

Để tiến hành kiểm soát thất thoát nước, từ năm 2005 tư vấn của Word Bank đã chi hệ thống cấp nước cho TP. Hồ Chí Minh thành 06 vùng, cụ thể như sau:Vùng 1: Công ty CP Cấp nước Bến Thành và Phú Hòa Tân. Vùng 2: Công ty CP Cấp Nước Tân Hòa và một phần Phú Hòa Tân. Vùng 3 : Công ty CP Cấp nước Gia Định và Công ty Cấp nước Trung An. Vùng 4: Công ty CP Cấp nước Thủ Đức. Vùng 5: Công ty CP Cấp nước Nhà Bè. Vùng 6: Công ty CP Cấp nước Chợ Lớn. Để có thể dễ dàng thực hiện các giải pháp giảm nước thất thoát.

Hình 1: vị trí các nhà máy cấp nước tại TP.HCM

Hiện nay, các nguồn cung cấp nước thô của Thành phố đều được lấy từ nguồn nước mặt lưu vực sông Sài Gòn và Đồng Nai, với tác động của BĐKH, nguồn nước thô trên bị ảnh hưởng nghiêm trọng và xuất hiện hiện tượng nhiễm mặn, cũng như ô nhiễm làm ảnh hưởng nguồn nước thô, gây ra các nguy cơ cho nguồn cung cấp nước thô và tính hiệu quả của các nhà máy sản xuất nước của Thành phố cũng như đến kế hoạch cấp nước trong tương lai của Thành phố.

Hình 2:  Các vùng cấp nước của TP Hồ Chí Minh

Bảng 2 : Theo quy hoạch cấp nước Tp.HCM được chính phủ phê duyệt ( nguồn SAWACO)

Diễn biến thất thoát nước: Bên cạnh những khó khăn về nguồn nước, mạng lưới đường ống cấp nước ở thành phố với tổng chiều dài khoảng 4100 km (vào tháng 12 /2015) có nhiều bất hợp lý, mạng lưới tương đối phức tạp, đan xen dày và phát triển mạng lưới không có tính hệ thống, có số năm sử dụng cao, thành phần của ống và các phụ kiện đa dạng, mạng lưới không được xác định và kiểm tra đầy đủ… Bên cạnh đó, việc quản lý mạng lưới cấp nước tại các chi nhánh và tại Tổng Công ty Cấp nước bị buông lỏng kéo dài, không được cập nhật và quản lý. Do vậy, hiện nay tỷ lệ thất thoát thất nước của TP.HCM rất cao, trên 30%, ảnh hưởng lớn đến tính an toàn cấp nước.

Việc quản lý không đồng bộ, mạng lưới cấp nước vô cùng phức tạp và cũ, vật liệu ống hầu hết là gang xám, bê tông, AC..

Bảng 3: Phần trăm thất thoát nước 
(Nguồn: Tư vấn Soil Water Phần Lan, 2005)

Nghiên cứu công tác dò tìm rò rỉ, chống thất thoát nước tại vùng có áp lực thấp (vùng cấp nước Gia Định, Bến Thành, Phú Hòa Tân, Chợ Lớn).

Nghiên cứu đặc trưng thất thoát nước trên mạng lưới cấp nước vùng áp lực thấp (Gia Định, Bến Thành): Vùng cấp nước Bến Thành có diện tích 12,01 km2 Bao gồm khu vực quận 1, quận 3 (ngoại trừ phương 11, 12, 13, 14) đây là những quận trung tâm của Thành phố có mật độ lưu thông khá đông khó khăn trong công tác thực hiện các công tác giảm thất thoát nước (công tác sửa bể, dò bể đêm, khoang vùng tách mạng…).

Từ năm 2009 Tổng Công ty cấp nước Sài Gòn bắt đầu chú trọng vào công tác giảm thất thoát nước, tỷ lệ thất thoát nước qua từng năm của toàn Tổng công ty cấp nước Sài Gòn nói chung và của Công ty cấp nước Bến Thành nói riêng có giảm, mặc dù khu vực Bến Thành có những yếu tố khách quan gây khó khăn cho hoạt động giảm thất thoát nước như: Do điều kiện giao thông tại khu vực trung tâm nên khó thực hiện công tác sửa bể, cải tạo ống cũ mục.

Quá trình thiết lập DMA tại khu vực công ty cổ phần cấp nước Bến Thành được nhà thầu Manila Water bắt đầu thực hiện từ năm 2008, đến năm 2009 thì hình thành DMA đầu tiên, cụ thể như sau:

- Năm 2009: hình thành 2 DMA;

- Năm 2010: hình thành 2 DMA;

- Năm 2011: hình thành 8 DMA;

- Năm 2012: hình thành 16 DMA;

- Năm 2013: hình thành 19 DMA còn lại.

Việc hình thành các DMA đã giúp cho việc triển khai giảm thất thoát nước một cách chủ động hơn, tập trung vào những khu vực trọng yếu (tỷ lệ thất thoát cao) hoặc những khu vực dễ quản lý để thực hiện công tác giảm thất thoát nước trước rồi sau đó mới tiếp tục thực hiện cho các khu vực khác. Đây là giải pháp tạm thời trong công tác giảm thất thoát nước nhưng hiệu quả mang lại tức thời và thiết thực.

Trong 5 năm thực hiện thiết lập và vận hành theo DMA, Công ty Cổ phần Cấp nước Bến Thành và nhà thầu Manila Water đã tiến hành sửa 16.118 điểm bể, trong đó Công ty Cổ phần Cấp nước Bến Thành sửa 8.210 điểm (đạt tỉ lệ 50,94%) và nhà thầu Manila Water sửa 7.908 điểm (đạt tỉ lệ 49.06%).

Trong số 8.210 điểm bể mà Công ty Cổ phần Cấp nước Bến Thành sửa chữa có 7.356 điểm bể (tỉ lệ 89,4%) do khách hàng thông báo còn lại 854 điểm (10,6%) do dò bể phát hiện. Còn 7.908 điểm bể do nhà thầu Manila sửa chữa chủ yếu là do dò bể. Ngoài ra, công ty cổ phần Cấp nước Bến Thành cũng áp dụng mô hình caretaker (người quản lý khu vực giúp cho việc tiếp cận và quản lý mạng lưới tốt hơn).

Nghiên cứu và đánh giá, thực nghiệm, kết quả dò tìm rò rỉ ngầm tại vùng có áp lực thấp vào ban ngày

Thiết bị thí nghiệm gồm:

Thiết bị khuyếch đại âm Leakpen: Dạng cây bút và thanh truyền có tai nghe khuyếch đại âm không dây dò tìm nhanh điểm rò rỉ ngầm, đai khởi thủy, đấu nối.

Thiết bị khuyếch đại âm thông dụng AQUASCOPE 3: Sử dụng công nghệ khuyếch đại âm thanh để tìm kiếm điểm rò rỉ trên tuyến ống truyền tải.

Phương pháp thực hiện

Vào ban ngày các thiết bị được sử dụng bao gồm: 1 thiết bị khuyếch đại âm dạng cây bút (Leakpen), 1 thiết bị khuyếch đại âm AQUASCOPE 3, các thiết bị phụ trợ khác như: Bản đồ, nước sơn để đánh dấu vị trí, thước, áp kế…Công tác dò tìm rò rỉ ban ngày được tiến hành theo trình tự: người sử dụng Leakpen sẽ có nhiệm vụ kiểm tra, nghe âm thanh rò rỉ bằng cách đặt Leakpen trực tiếp lên đồng hồ (phải chắc chắn rằng đồng hồ nước đang ở trạng thái đừng yên, có thể đóng Valve cóc ngừng cung cấp nước trong thời gian ngắn để kiểm tra), thành viên khác sẽ sử dụng áp kế để đo áp lực tức thời (mục đích của việc này là chúng ta sẽ nắm bắt được áp lực trung bình tại khu vực đó là bao nhiêu, vì khi vị trí nào có rò rỉ thì chắc chắn áp lực tại vị trí đó sẽ giảm đi đáng kể, sau đó sử dụng thiết bị AQUASCOPE 3 để nghe âm thanh từ đai khởi thủy, ống nhánh vào đồng hồ, sau đó nếu có nghi ngờ rò rỉ , cần nhận định chính xác vị trí nghi ngờ để đánh dấu sơn, phác họa hoàn tất 1 vị trí rò rỉ ngay tại công trường.

Kết quả thu nhận được: Với việc dò tìm rò rỉ ban ngày khi tiến hành chúng ta sẽ bắt gặp 2 yếu tồ thuận lợi và khó khăn.

Một số thuận lợi và khó khăn: Việc dò tìm ban ngày giúp chúng ta có thể tiếp cận được với đồng hồ, đễ dàng hơn khi xác định âm thanh rò rỉ. Ban ngày lưu lượng sử dụng cao, dẫn đến việc áp lực rất thấp, nên việc nghe tiếng rò rỉ không dễ dàng. Ban ngày lưu lượng giao thông đi lại cao, nên có rất nhiềm tạp âm lẫn vào âm thanh rò rỉ, dễ gây nên nhầm lẫn khi sử dụng thiết bị khuyếch đại âm AQ3. Ban ngày chúng ta rất khó hoặc không thể tìm ra được các vị trí rò rỉ trên ống lớn, cũng như đai khởi thủy.

Kết luận và kiến nghị: Việc dò tìm rò rỉ vào ban ngày chi là mang đến giải pháp tình thế đối với mạng lưới áp lực thấp như ở TP. Hồ Chí Minh và qua thực tế thì công tác dò tìm rò rỉ ban ngày hoàn toàn không thích hợp mà chỉ có ý nghĩ kiểm tra lại các điểm nghi ngờ.

Nghiên cứu và đánh giá, thực nghiệm, kết quả dò tìm rò rỉ ngầm tại vùng có áp lực thấp vào ban đêm.

Thiết bị thí nghiệm: Khuếch đại âm leakpen và Aquacope 3, áp kế, ngoài các thiết bị đã được trình bày ở phần dò tìm rò rỉ vào ban ngày ra, ta còn có các thiết bị giúp giảm thời gian dò tìm, nhưng vẫn mang lại hiệu quả tương đương và cao hơn, cụ thể thiết bị tương quan âm, tiền định vị.

Thiết bị tiền định vị ZONESCAN 800 GUTERMANN THỤY SỸ

Sử dụng công nghệ thu thập tín hiệu âm thanh để xác định và phân vùng điểm bể trên mạng lưới. Thiết bị bao gồm: 40 Sensor, 1 bộ thu nhận tín hiệu, 1 dây sạc pin, 1 dây cáp, 1. Tài liệu hướng dẫn sử dụng.

Phương pháp thực hiện:

Thiết bị: Tương quan tiền định vị, khuyếch đại âm Leakpen, AQUASCOPE 3, nước sơn, thước, đục, búa…

Các bước thực hiện:

Bước 1: Cài đặt trên máy tính với thiết bị tương quan âm tiền định vị, sau đó ra công trường gắn các Loggers vào các vị trí Valve đã định sẵn trên bản đồ. Thông thường việc cài đặt thời gian thu âm thanh là từ 1ham – 4ham (vì thời gian này ít bị ảnh hưởng bởi âm thanh xe cộ, tạp âm khác nhất).

Bước 2: Với việc tải dữ liệu và phân tích hàng ngày từ các Loggers này chúng ta sẽ phân tích và khoanh được các vùng có khả năng xảy ra rò rỉ nhiều, việc này làm giảm bớt thời gian đáng kể khi phải dò tìm toàn vùng.

Bước 3: Tiến hành do tìm vào ban đêm với các thiết bị: Khuyếch đại âm AQ3, xà beng (mở nắp cống), đèn pin, sơn, thuốc thử Clorin…Chúng ta đến các khu vực, vị trí đã phân tích ra bằng thiết bị tiền định vị, công việc dò tìm sẽ được tiến hành bằng cách nghe từ đai khởi thủy vào đến đồng hồ để tìm ra vị trí rò rỉ, để hỗ trợ cho công tác này các thành viên khác sẽ dùng xà beng mở nắp ga nước thải, và dùng thuốc kiểm tra Clorin để phân biệt nước sạch và nước thải. Nếu có vị trí khả nghi chúng ta đánh dấu sơn và phác họa lại.

Bước 4: Vào ban ngày chúng ta sử dụng thiết bị khuyếch đại âm Leakpen để đi kiểm chứng lại các điểm đêm trước nghi ngờ, việc này cũng thực hiện bằng cách nghe tại đồng hồ tại vị trí nghi ngờ rò rỉ. Điều này giúp chúng ta nâng cao xác suất chính xác.

Các hình ảnh minh họa

Từ các dữ liệu chúng ta có thể thấy trên bản đồ các Loggers tại trung tâm hiện lên màu đỏ chứng tỏ vùng trung tâm có rò rỉ, và các Loggers bên ngoài cho màu xanh là khả năng không có rò rỉ, cho nên chúng ta đỡ mất thời gian dò tìm ở khu vực này. Và các Loggers này sẽ được đặt cố định, đến khi kết thúc việc tìm rò rỉ tại khu vực này.

Gắn Loggers tại đồng hồ nhà dân

Kết quả thu nhận được

Tại vùng Gia Định, việc dò tìm ban đêm giúp ta tìm ra được các vị trí rò rỉ trên ống lớn, góp phần thất thoát đáng kể, Ít bị anh hưởng bởi tạp âm, giúp nâng cao xác suất chính xác.Có thể dễ dàng mở nắp Ga xem xét mà không sợ xe cộ lưu thông. Việc sử dụng thiết bị tiền định vị giúp nhanh chóng tìm đến vị trí rò rỉ. Với việc sử dụng Leakpen để kiểm tra lại ban ngày giúp nâng cao độ chính xác. Tuy nhiên trên thực tế, vào mùa mưa hay mưa vào ban đêm nên gây cản trở việc dò tìm bể ngầm.

Đối với công tác dò tìm rò rỉ ban đêm tại vùng áp lực thấp như Gia Định, để mang lại hiệu quả tối đa nên tốt nhất chúng ta phải làm trình tự từng bước một, tìm kiếm các vị trí có nguy cơ thất thoát nước cao song song đó tiến hành dò tìm bể trên các tuyến ống phân phối và ống truyền tải. Ngoài ra, còn phải kết hợp giữa việc dò tìm ban ngày và ban đêm cho hiệu quả nhất, để tìm ra nhiều nhất có thể các vị trí trên mạng lưới.

Kết luận: Do việc phát triển mạng lưới cấp nước không đồng bộ, trải qua nhiều thời kỳ và lịch sử, Hệ thống cung cấp nước Tp.HCM hiện đang đứng trước tình trạng thất thoát nước rất cao: Khoảng trên 30% (năm 2015). Trước tình hình hình nguồn nước thô của TP.HCM bi ô nhiễm, ảnh hưởng tình hình biến đổi khí hậu ( hạn hán, nước biển dâng..), công tác giảm thất thoát nước ngày càng quan trọng. Việc tiết kiệm rò rỉ mang lại các giá trị cực kỳ to lớn trong việc bảo vệ TNN, tiết kiệm năng lượng và chi phí xử lý nước. Do vậy, công tác giảm thất thoát nước cần được tiến hành chủ động: Phân thành các cùng DMA để dễ dàng quản lý, cần phải phát hiện và sửa chữa trong thơi gian sớm nhất các điểm rò rỉ trên đường ống, đồng thời chúng ta cần nghiên cứu các đặc trưng thất thoát nước của từng khu vực cụ thể, áp dụng khoa học kỹ thuật vào công tác dò tìm rò rỉ nước sạch, chống thất thoát nước trên mạng lưới cấp nước áp lực thấp và áp lực cao nhằm cung cấp nhiều hơn cho các quận trung tâm, từ đó góp phần phát triển KT-XH TP. Hồ Chí Minh.

Tài liệu tham khảo

1. Ủy ban nhân dân TP.HCM ( 5/2010) , Kỷ yếu hội thảo khoa học phát triển đô thị bền vững

2. Tổng Công Ty Cấp Nước Sài Gòn ( 20/2005) , dự án Fasep N.649

3. Đại Học Quốc Gia TP.Hồ Chí Minh (02/2008), Tạp chí phát triển công nghệ (tập 11).

4.Công ty tư vấn Soil – Water , Finland ( 2005) , nghiên cứu khả thi về thất thoát nước cho TP.HCM

5. Ủy Ban Nhân Dân TP.HCM – Tổng Công ty Cấp nước Sài Gòn , Hội nghị chuyên đề “BĐKH – dự báo tác động và công tác ứng phó của các đơn vị cấp nước”

6. Bộ Xây Dựng ( 4/2007), Quy hoạch cấp nước vùng kinh tế trọng điểm phía Nam

7. ADB ( 3/2010), Hội thảo giảm nước thất thoát, thất thu Nrw Whorkshop 2010

8. SAWACO (10/2010), Hội thảo chuyên đề “ Cải thiện và nâng cao chất lượng phục vụ khách hàng”

9. SAWACO Báo cáo tổng kết hoạt động sản xuất kinh doanh năm 2015.

TS. VÕ ANH TUẤN

Đại học Kiến trúc TP. Hồ Chí Minh