- TÍNH TOÁN THỂ TÍCH BỂ CHỨA NƯỚC MƯA QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH Ở THÀNH PHỐ SÓC TRĂNG, TỈNH SÓC TRĂNG. - 1 Viện Nghiên cứu Biến đổi Khí hậu, Trường Đại học Cần Thơ. - Bể chứa nước mưa tối ưu, đô thị vùng ven biển Đồng bằng sông Cửu Long, nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt, thành phố Sóc Trăng, thu gom nước mưa. - Nước mưa là nguồn nước thay thế tiềm năng cho người dân ở Đồng bằng sông Cửu Long, đặc biệt trong điều kiện biến đổi khí hậu. - Tuy nhiên, giá thành của một hệ thống thu gom nước mưa còn khá cao đối với các hộ dân nghèo ở vùng đồng bằng này, đặc biệt là chi phí đầu tư lắp đặt bể chứa nước mưa. - Nghiên cứu này được tiến hành từ tháng 07 năm 2016 đến tháng 03 năm 2017 ở thành phố Sóc Trăng, tỉnh Sóc Trăng. - Nghiên cứu đã thực hiện các nội dung như sau:. - 1) Khảo sát 102 hộ dân về hiện trạng sử dụng nước sinh hoạt và tiềm năng khai thác nước mưa. - 2) Tính toán tối ưu thể tích bể chứa cho hộ gia đình dựa trên kết quả đầu ra từ bước 1. - Theo kết nghiên cứu cho thấy nhu cầu nước của hộ trung bình là từ 300 - 500 lít/ngày, diện tích mái nhà từ 50 - 100 m 2 , diện tích nơi chứa nước từ 1 - 3 m 2 . - Ứng với nhu cầu nước và khả năng trữ như trên, thể tích bể chứa tối ưu là từ 1 - 3 m 3 tùy theo loại vật liệu. - Vật liệu kiệu sành có chi phí thấp nhất và thể tích bể chứa tối ưu là 1 - 3 m 3 , vật liệu bê tông cốt thép có chi phí cao nhất và thể tích bể chứa tối ưu từ 0,5 - 2 m 3. - Tính toán thể tích bể chứa nước mưa quy mô hộ gia đình ở thành phố Sóc Trăng, tỉnh Sóc Trăng. - Thu gom nước mưa được xem là một phương pháp bổ sung nguồn nước sinh hoạt cho các hộ gia đình (Thomas và Martinson, 2007). - Các nghiên cứu về nước mưa cũng được thực hiện ở nhiều nước trên thế giới. - Một số kết quả mà các nghiên cứu trước đã đạt như: tính toán tiềm năng thu gom nước mưa cho một vùng (Oni et al., 2008. - Harb et al., 2015), tính toán thể tích bể chứa nước mưa cho sinh hoạt (Khastagir et al., 2008).. - Ở Việt Nam, một số nghiên cứu về nước mưa đã được thực hiện. - Giang Thị Thu Thảo và Phạm Tất Thắng (2012) đã nghiên cứu xây dựng các mối quan hệ về diện tích sử dụng, diện tích có khả năng thu trữ nước mưa từ các hộ gia đình khu vực ngoại thành. - Nghiên cứu của Nguyễn Hiếu Trung và ctv.. - (2014) đã cho thấy nước mưa là nguồn nước ít bị ô nhiễm hơn so với nước mặt, chất lượng nước mưa tại thành phố Cần Thơ nói riêng và vùng ĐBSCL nói chung vẫn còn phù hợp với yêu cầu chất lượng nước sử dụng cho sinh hoạt. - Ngoài ra, nghiên cứu này đã đề xuất những kỹ thuật thu gom và sử dụng nước mưa phù hợp với điều kiện của vùng ĐBSCL.. - (QĐ 2140/QĐ-TTg, 2016), với quan điểm ưu tiên khai thác nguồn nước mặt, từng bước giảm khai thác nguồn nước dưới đất và nguồn nước mưa được khai thác như nguồn nước bổ sung cho công tác an toàn cấp nước.. - Chính sự biến động lớn về thời gian giữa mùa mưa và mùa khô cũng như sự thay đổi mưa ở ĐBSCL, đặc biệt là vùng ven biển đã gây ra nhiều khó khăn trong việc quản lý và sử dụng nước mưa.. - Bên cạnh đó, các nghiên cứu trong thời gian gần đây cho thấy sử dụng bể chứa nước mưa cho các mục đích sử dụng không yêu cầu chất lượng nước cao đã được ghi nhận như một trong những giải pháp hỗ trợ các đô thị và các vùng ven đô phát triển bền vững (Liaw &. - Đối với các bể chứa nước mưa qui mô hộ gia đình, sự thành công và hiệu quả trong sử dụng nước mưa có liên quan trực tiếp đến kích thước bể chứa, nhu cầu sử dụng nước, đặc trưng mái công trình và đặc trưng mưa của vùng (EnHEALTH, 2011. - Do đó, việc xác định kích thước bể chứa nước mưa phù hợp cho các nhu cầu sinh hoạt cần được thực hiện nghiên cứu.. - 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. - Nghiên cứu được tiến hành từ tháng 07 năm 2016 đến tháng 08 năm 2017 ở thành phố Sóc Trăng, tỉnh Sóc Trăng (Hình 1):. - Hình 1: Vị trí thực hiện nghiên cứu 2.1 Thu thập dữ liệu mưa. - 2.2 Khảo sát nhu cầu sử dụng nước và hiện trạng sử dụng nước mưa. - Nghiên cứu đã thực hiện khảo sát nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt của các hộ dân trong khu vực nghiên cứu (từ tháng 6/2016 đến tháng 10/2016) để xác định các thông số liên quan phục vụ cho nghiên cứu, gồm:. - Mức nhu cầu sử dụng nước (lít/ngày). - Điều kiện không gian chứa nước (m 2 /diện tích đất của hộ dân). - Diện tích mái nhà (m 2. - 2.3 Phân tích cân bằng nước trong bể chứa nước mưa. - V t = V t-1 + (Q – W) (2) Trong đó: V t là thể tích nước mưa còn lại (trong. - bể chứa) sau mỗi ngày (m 3. - V t-1 là thể tích nước sẵn có trong bể chứa từ ngày trước (m 3. - Q là tổng lượng nước mưa thu gom được hằng ngày (m 3. - W là nhu cầu sử dụng nước hằng ngày (m 3. - 2.4 Tỷ lệ đáp ứng nhu cầu dùng nước của bể chứa nước mưa. - Tỷ lệ đáp ứng nhu cầu dùng nước (hoặc được gọi là độ tin cậy) của thể tích bể chứa nước mưa được tính toán theo công thức (3) như sau:. - R: Tỷ lệ đáp ứng nhu cầu dùng nước của bể chứa nước mưa. - TS: Tổng lượng nước mưa đáp ứng nhu cầu dùng nước (m 3. - TD: Tổng nhu cầu sử dụng nước (m 3. - 2.5 Phân tích kinh tế bể chứa nước mưa Chi phí đầu tư bể chứa nước mưa (C) được tính toán dựa trên đơn giá chi phí xây dựng của tỉnh Sóc Trăng (tháng 12/2016).. - Số tiền thu được từ bể chứa nước mưa chủ yếu nhờ vào việc giảm chi tiêu cho các hóa đơn khi sử dụng các nguồn cấp nước khác (Pelak và Porporato, 2016). - Lợi nhuận của bể chứa nước mưa được xác định là số tiền tiết kiệm nhờ vào việc sử dụng nước mưa sau khi trừ chi phí đầu tư trong một khoảng thời gian.. - B: Số tiền tiết kiệm được từ việc sử dụng nước mưa (đồng);. - V: Là thể tích nước mưa sử dụng trong năm (m 3. - C: Chi phí đầu tư bể chứa nước mưa. - liệu bể chứa (nhựa, sành, bê tông xi măng. - Do đó, khoảng thời gian tính toán lợi nhuận của bể chứa là 20 năm.. - 2.6 Thể tích bể chứa nước mưa tối ưu Thể tích bể chứa nước mưa tối ưu được lựa chọn với tỉ lệ đáp ứng nhu cầu dùng nước/độ tin cậy phù hợp và lợi nhuận cao nhất.. - 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Hiện trạng sử dụng nước sinh hoạt Qua kết quả khảo sát thực tế 102 hộ dân ở thành phố Sóc Trăng, nhu cầu dùng nước của hộ dân được thể hiện như Hình 2. - Hình 2: Nhu cầu sử dụng nước theo hộ gia đình (Lít/hộ/ngày) Phần lớn ngôi nhà của người dân trong khu vực. - phổ biến được lựa chọn tính toán lượng nước mưa thu gom gồm: 50 m 2 , 75 m 2 và 100 m 2 . - Kết quả khảo sát diện tích mái nhà của các hộ gia đình trong khu vực nghiên cứu được thể hiện như Hình 3.. - Tỉ lệ diện tích không gian trữ nước phổ biến trong khu vực nghiên cứu được thể hiện như Hình 4.. - 3.2 Cân bằng nước trong bể chứa và tỷ lệ đáp ứng nhu cầu dùng nước của bể chứa. - Kết quả tính toán cân bằng nước bể chứa nước mưa cho thấy tỷ lệ đáp ứng nhu cầu dùng nước của bể chứa nước mưa sẽ phụ thuộc vào nhu cầu sử dụng nước, diện tích mái nhà và thể tích bể chứa được lựa chọn. - Tỷ lệ đáp ứng nhu cầu dùng nước của bể chứa nước mưa tương ứng với diện tích mái nhà và mức nhu cầu dùng nước lít/hộ/ngày) được thể hiện ở Hình 5, Hình 6 và Hình 7.. - Hình 5: Tỷ lệ đáp ứng nhu cầu dùng nước 300 lít/hộ/ngày 47,1%. - Thể tích bể chứa (m 3. - Diện tích mái nhà. - Hình 7: Tỷ lệ đáp ứng nhu cầu dùng nước 500 Lít/hộ/ngày Hình 5, 6 và 7 cho thấy tỷ lệ nước mưa đáp ứng. - nhu cầu dùng nước khác nhau theo từng thể tích bể.. - Đối với các hộ gia đình có nhu cầu dùng nước khoảng 300 lít/ngày, các bể chứa với thể tích từ 0,5 – 2,5 m 3 có tỉ lệ đáp ứng nhu cầu dùng nước/độ tin cậy tăng mạnh (hơn 15. - trong khi đó các bể chứa với thể tích từ 2,5 – 5 m 3 có tỷ lệ đáp ứng nhu cầu dùng nước tăng rất chậm (thấp hơn 5. - Một phân tích tương tự cũng cho thấy các hộ gia đình có nhu cầu dùng nước khoảng 400 lít/ngày hoặc 500 lít/ngày, bể chứa nước mưa với thể tích dưới 3,5 m 3 sẽ có tỉ lệ đáp ứng nhu cầu dùng nước tăng nhanh và mức tăng của tỉ lệ này sẽ giảm dần khi thể tích bể chứa trên 3,5 – 5 m 3 . - Điều này cho thấy các hộ gia đình trong khu vực nghiên cứu với nhu cầu dùng từ 300-500 lít/ngày, bể chứa nước mưa với thể tích từ 2,5 – 3,5 m 3 sẽ có tỉ lệ đáp ứng nhu cầu dùng nước phù hợp.. - Theo kết quả khảo sát thực tế về không gian phục vụ cho chứa nước trong phần đất của các hộ gia. - đình, khoảng không gian với thể tích từ 1 – 5 m 3 được đa số các hộ gia đình dự kiến sử dụng cho việc chứa nước. - Do đó, bể chứa với thể tích từ 2,5 – 3,5 m 3 cũng phù hợp với điều kiện của các hộ gia đình trong khu vực nghiên cứu.. - Phân tích trên cho thấy bể chứa nước mưa có thể tích lớn không có nghĩa tỉ lệ nhu cầu dùng nước được đáp ứng liên tục và đầy đủ bằng nước mưa (bởi các trận mưa thường phân bố không đều theo thời gian). - Trong khi đó, thể tích bể chứa nước mưa càng lớn thì chi phí đầu tư càng cao. - Vì vậy, một phân tích tài chính của bể chứa nước mưa với các kích thước bể chứa khác nhau cần được thực hiện, để lựa chọn được bể chứa nước mưa kinh tế theo đặc trưng của vùng nghiên cứu. - 3.3 Phân tích kinh tế bể chứa nước mưa Chi phí đầu tư cho các loại vật liệu chứa ứng với từng thể tích được thể hiện ở Bảng 1.. - Bảng 1: Giá các loại vật liệu chứa nước mưa Thể tích. - Bảng 1 cho thấy với cùng một thể tích bể chứa nước nhưng chi phí đầu tư bể chứa sẽ thay đổi theo vật liệu xây dựng bể chứa. - Theo kết quả khảo sát thực tế tại vùng nghiên cứu, vật liệu sành và nhựa là hai loại vật liệu bể chứa được các hộ gia đình sử. - Hình 8: Lợi nhuận bể chứa nước mưa hộ gia đình có nhu cầu dùng nước 300 lít/ngày với diện tích mái nhà 50 m 2 (a), 75 m 2 (b), 100 m 2 (c). - Thể tích bể chứa (m 3. - Hình 8 trình bày kết quả phân tích kinh tế bể chứa nước mưa thể tích từ 0,5-2,5 m 3 của một hộ gia đình có nhu cầu sử dụng nước 300 lít/ngày, diện tích mái nhà 50 m 2 , đơn giá nước máy theo quy định ở thành phố Sóc Trăng. - Kết quả phân tích cho thấy thể tích bể chứa nước mưa mang lại lợi nhuận cho hộ gia đình sẽ thay đổi tùy theo chi phí của mỗi loại bể chứa. - Cụ thể, những bể chứa nước mưa có lợi nhuận cho hộ gia đình này gồm: kiệu sành: 1-2 m 3 . - bể chứa nhựa: 1-1,5 m 3 . - bể chứa inox hoặc xây gạch tường 10, tường 20: <. - Tính toán trên được lặp lại cho các trường hợp diện tích mái nhà là 75 - 100 m 2 , nhu cầu nước của hộ gia đình 400 - 500 lít/ngày, tương ứng với các loại vật liệu bể chứa: kiệu sành, nhựa, inox, xây gạch tường 10 cm, xây gạch tường 20 cm và bê tông cốt thép. - Kết quả phân tích cho thấy lợi nhuận thu được từ bể chứa nước mưa trong vùng nghiên cứu sẽ phụ thuộc vào: (1) nhu cầu sử dụng nước, (2) giá nước, (3) vật liệu bể chứa và (4) diện tích mái nhà. - Trong đó, nhu cầu sử dụng nước và giá nước (sự khan hiếm nước) là 2 yếu tố có ảnh hưởng lớn đến lợi nhuận của bể chứa cũng như việc lựa chọn thể tích bể chứa nước mưa tối ưu trong vùng nghiên cứu.. - Phân tích cân bằng nước trong bể chứa có thể được sử dụng để xác định tỉ lệ đáp ứng nhu cầu dùng nước của bể chứa nước mưa. - Phương pháp xác định tỉ lệ đáp ứng nhu cầu dùng nước như trên cũng có thể được áp dụng để xác định các mức thể tích bể chứa có lượng nước mưa thu gom được tăng mạnh nhất.. - Tính toán cân bằng nước trong bể chứa kết hợp với phân tích lợi nhuận bể chứa nước mưa đã tạo thành phương pháp phân tích thể tích bể chứa nước mưa tối ưu cho vùng nghiên cứu. - Bên cạnh đó, kết quả nghiên cứu cũng cho thấy (1) nhu cầu sử dụng nước, (2) giá nước, (3) vật liệu bể chứa và (4) diện tích mái nhà là những yếu tố chính ảnh hưởng đến việc xác định kích thước bể chứa nước mưa tối ưu.. - Tuy nhiên, các yếu tố trên cũng là những yếu tố bất định trong tương lai, do đó cần có những nghiên cứu phân tích tiếp theo về thể tích bể chứa và tiềm năng thu gom nước mưa cho vùng nghiên cứu.. - Ngoài ra, kết quả nghiên cứu phân tích về tỷ lệ đáp ứng nhu cầu dùng nước và lợi nhuận thu được từ bể chứa nước mưa cũng phần nào cho thấy lợi ích trong đấu nối sử dụng nước mưa như nguồn nước bổ sung nhằm góp phần giảm áp lực cung cấp nước sạch.. - Nghiên cứu xây dựng các mối quan hệ về diện tích sử dụng, diện tích có khả năng thu trữ nước mưa từ các hộ gia đình khu vực ngoại thành. - Hướng dẫn Kỹ thuật thu gom và sử dụng nước mưa ở vùng Đồng bằng sông Cửu Long (Rainwater Harvesting Guidebook for the Mekong Delta). - nghiên cứu khoa học và viết đề cương nghiên cứu