Đánh giá tiềm năng của hệ thống thu gom nước mưa để sử dụng trong sinh hoạt và giảm ngập lụt trong điều kiện biến đổi khí hậu, phường đồng tâm, hà nội luận văn ths biến đổi khí hậu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC

TRỊNH VÂN HƢƠNG

ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG CỦA HỆ THỐNG THU GOM NƢỚC MƢA
ĐỂ SỬ DỤNG TRONG SINH HOẠT VÀ GIẢM NGẬP LỤT TRONG
ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU, PHƢỜNG ĐỒNG TÂM, HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SỸ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Hà Nội – 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC

TRỊNH VÂN HƢƠNG

ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG CỦA HỆ THỐNG THU GOM NƢỚC MƢA
ĐỂ SỬ DỤNG TRONG SINH HOẠT VÀ GIẢM NGẬP LỤT TRONG
ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU, PHƢỜNG ĐỒNG TÂM, HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SỸ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Mã số: chương trình đào tạo thí điểm

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Phạm Văn Cự
PGS. TS. Nguyễn Việt Anh

Hà Nội – 2015

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn là kết quả nghiên cứu được thực hiện độc lập không
sao chép. Các số liệu được sử dụng trong nghiên cứu là số liệu chính thống. Tất cả các
tham khảo và thông tin từ các ấn phẩm, tạp chí khoa học và các trang thông tin điện tử
đều có nguồn trích dẫn
Tác giả: Trịnh Vân Hương


LỜI CẢM ƠN
Luận văn này được hoàn thành tại Khoa sau đại học, Đại học Quốc gia Hà
Nội. Với sự hướng dẫn của PGS. TS Phạm Văn Cự và PGS.TS Nguyễn Việt Anh, luận
văn hoàn thành tháng 6/2015. Tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất vì những chỉ
dẫn và định hướng tận tình của các Thầy trong suốt thời gian hoàn thành khóa học
này.
Luận văn được định hướng và hỗ trợ rất nhiều bởi Khoa sau đại học, Đại học
Quốc gia Hà Nội. Tác giả rất cảm kích và xin chân thành cảm ơn các Thầy cô và cán
bộ Khoa.
Luận văn đã được hỗ trợ về tài chính từ Chương trình học bổng thạc sỹ của
Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Canada (IDRC) và Đại học Nairobi về “Innovative
Application of ICTs in Addressing Water-Related Impacts of Climate Change”, hỗ trợ
ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý (GIS) bởi Trung tâm Quốc tế Nghiên cứu Đánh giá
Biến đổi Toàn cầu (ICARGC) và hỗ trợ từ Dự án thí điểm hệ thống thu gom mưa
(Rainwater Harvesting Project) của Viện Nghiên cứu Kỹ thuật Xây dựng và Môi
trường (IESE). Nếu không có sự hỗ trợ vô cùng ý nghĩa từ các tổ chức và cá nhân trên,
tác giả khó có thể hoàn thành tốt nghiên cứu này. Tác giả xin gửi lời cảm ơn trân
trọng tới họ.
Tác giả: Trịnh Vân Hương

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................................. 1
DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................................. 2
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................... 3
MỞ
ĐẦU………………………………………………………………………….……..4
CHƢƠNG I – TỔNG QUAN ............................................................................................ 9
1.1. Tác động của BĐKH tới nguồn nước, lượng mưa ..................................................... 9
1.2. Tình trạng ngập lụt đô thị ......................................................................................... 12
1.3. Tình trạng ô nhiễm nguồn nước đô thị..................................................................... 13
1.4. Thu gom nước mưa từ mái nhà ................................................................................ 16
1.5. Vấn đề của nghiên cứu ............................................................................................. 17
1.6. Giới thiệu khu vực nghiên cứu ................................................................................. 18
CHƢƠNG II – PHƢƠNG PHÁP VÀ DỮ LIỆU ........................................................ ..22
2.1. Đặt bài toán .............................................................................................................. 22
2.2. Cách tiếp cận ............................................................................................................ 22
2.3. Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu ....................................................... 23
2.3.1. Phương pháp luận .............................................................................................. 23
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................... 23
2.4. Nguồn dữ liệu ........................................................................................................... 29
CHƢƠNG III – KẾT QUẢ, KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ................................. 34
3.1. Kết quả ..................................................................................................................... 34
3.1.1. Khả năng đáp ứng nhu cầu nước sinh hoạt của nước mưa thu gom .................. 34
3.1.2. Khả năng giảm ngập úng cục bộ bằng cách thu gom và lưu trữ nước mưa ...... 35
3.1.3. Chất lượng nước mưa thu gom cho nước sinh hoạt........................................... 44
3.1.4. Hiểu biết và thái độ của người dân về việc thu gom nước mưa để sử dụng và
giảm ngập lụt đô thị ..................................................................................................... 46
3.1.5. Phân tích các lợi ích của hệ thống thu gom mưa ............................................... 46

3.1.6. Tính khả thi của hệ thống thu gom mưa ............................................................ 48
3.2.

Kết luận và khuyến nghị ....................................................................................... 53

3.2.1.

Kết luận .......................................................................................................... 53

3.2.2.

Khuyến nghị ................................................................................................... 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................. ……………..………63


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Mức thay đổi lượng mưa (%) so với thời kỳ 1980 - 1999 ở các vùng khí hậu.. 11
Bảng 2.1: Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước mưa ................................................. 28
Bảng 2.2: Lượng mưa Hà Nội năm 2013 ........................................................................... 29
Bảng 2.3: Diện tích mái phủ của các nhà chức năng chính ĐHXD ................................... 30
Bảng 2.4: Thống kê hiện trạng hệ thống thoát nước mưa tại ĐHXD ................................ 31
Bảng 3.1: Thành phần mặt phủ ĐHXD .............................................................................. 35
Bảng 3.2: Lưu lượng nước thải sinh hoạt từ ĐHXD .......................................................... 36
Bảng 3.3: Diện tích phục vụ của tuyến cống thoát nước mưa............................................ 38
Bảng 3.4: Thể tích bể chứa nước mưa cần xây dựng tại ĐHXD để giải quyết việc ngập
úng cục bộ do nước mưa .................................................................................................... 40
Bảng 3.5: Thể tích nước mưa lưu trữ nhờ các bể chứa tại các nhà chức năng................... 42
Bảng 3.6: Kêt quả phân tích chất lượng nước mưa thu từ mái ĐHXD, sau lắng 45' ......... 44

Bảng 3.7: Chi phí lắp đặt hệ thống thu gom và lưu trữ nước mưa hộ gia đình .................. 47
Bảng 3.8: Cấu trúc hệ thống thu gom nước mưa................................................................ 48
Bảng 3.9: Người sử dụng tự bảo dưỡng hệ thống thu gom lưu trữ nước mưa ................... 52

1


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Lượng mưa thời kỳ 2041-2050 ......................................................................... 10
Hình 1.2: Đặc trưng khí hậu Đồng bằng Bắc Bộ ............................................................... 19
Hình 1.3: Khuôn viên và mái nhà ĐHXD .......................................................................... 20
Hình 1.4: Hệ thống cống thoát nước hiện hữu ĐHXD ....................................................... 21
Hình 2.1: Nguyên tắc thoát nước bề mặt bền vững ............................................................ 27
Hình 3.1: Bể chứa nước mưa làm chậm dòng chảy tập trung ............................................ 43
Hình 3.2: Chất lượng nước mưa theo mùa (Nguồn: ĐHXD Hà Nội, 2012) ...................... 45
Hình 3.3: Tổng chất hữu cơ trong nước mưa qua các giai đoạn ........................................ 45
Hình 3.4: Cấu trúc hệ thống thu gom xử lý nước mưa cho hộ gia đình - Loại 1 ............... 50
Hình 3.5: Cấu trúc hệ thống thu gom xử lý nước mưa cho hộ gia đình - Loại 2 ............... 51

2


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BĐKH

: Biến đổi khí hậu

BTNTN-MT : Bộ Tài nguyên thiên nhiên và Môi trường
BVMT

: Bảo vệ môi trường

BYT

: Bộ Y tế

COD

: Tổng chất hữu cơ

ĐHKHTN

: Đại học Khoa học-Tự nhiên

ĐHXD

: Đại học Xây dựng

IMHEN

: Viện Khoa học Khí tượng, Thủy văn và Môi trường

IUWM

: Integrated Urban Water Management

JMP

: Chương trình giám sát chung của UNICEF

KBPT

: Kịch bản phát thải

LHQ

: Liên Hợp Quốc

MDGs

: Mục tiêu phát triển Thiên Niên Kỷ

QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

SUDS

: Phương pháp tiếp cận hệ thống thoát nước đô thị bền vững

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

TCXDVN

: Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

TDS

: Tổng chất rắn hòa tan

UNDP

: Tổ chức phát triển Liên Hợp Quốc

WHO

: Tổ chức Y tế Thế giới

WSUD

: Water Sensitive Urban Design

XTNĐ

: Xoáy thuận nhiệt đới

3


MỞ ĐẦU
Liên Hiệp Quốc (LHQ) ước tính rằng, trong số 1,4 tỉ km khối nước trên Trái
đất, chỉ có 200.000 km khối nước ngọt. Cứ sáu người thì có hơn một người sống trong
tình trạng thiếu nước sạch [36]. Như vậy có khoảng 1,1 tỷ người trên thế giới và đang
sống ở các nước đang phát triển đang phải đối mặt với tình trạng khan hiếm nước.
Quan điểm phổ biến về sự sụt giảm lượng nước ngọt có sẵn là do biến đổi khí
hậu. Biến đổi khí hậu mà chủ yếu là sự ấm lên toàn cầu khiến sự tăng bốc hơi nước
dường như gây giảm lưu lượng dòng chảy của sông, hồ và ao bị thu hẹp ở các vùng
khí hậu nóng. Thêm vào đó, tác động từ các hoạt động khai thác của con người khiến

tầng nước ngầm bị cạn kiệt và không được bù đắp kịp. Mặc dù tổng nguồn nước ngọt
trên Trái đất rất phong phú, nhưng ở rất nhiều nơi nước ngọt đã bị ô nhiễm, bị xâm
nhập mặn, không phù hợp hoặc không có sẵn để uống, phục vụ sản xuất công nghiệp
và nông nghiệp. Ngân hàng Thế giới cho biết thêm rằng sự thay đổi khí hậu có thể làm
thay đổi sâu sắc về nguồn nước và sử dụng nước trong tương lai, do đó làm tăng mức
độ căng thẳng và mất an ninh về nước, cả ở quy mô toàn cầu và trong các lĩnh vực phụ
thuộc vào nước [34]. Để tránh khủng hoảng nước toàn cầu, nông dân sẽ phải phấn đấu
tăng năng suất để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về lương thực, trong khi ngành
công nghiệp và các thành phố tìm cách để sử dụng nước hiệu quả hơn [20].
Tại Việt Nam, mức độ ô nhiễm và khan hiếm nguồn nước đang trong tình trạng
báo động. Mặc dù Việt Nam từng được coi là quốc gia có nguồn tài nguyên nước dồi
dào với hệ thống sông ngòi chằng chịt, thì giờ chính phủ nước ta đã phải chính thức
công bố tình trạng khan hiếm nước sạch. Nguồn dự trữ nước sạch chỉ có thể cung cấp
4000m3/năm/người, so với mức trung bình trên thế giới 7000m3/năm/người. Những
hệ lụy về thiếu nước sạch đang ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống người dân. Khoảng
20% dân cư tại Việt Nam chưa được tiếp cận nguồn nước sạch. Theo thống kê của
Viện Y học lao động và Vệ sinh môi trường, hiện có khoảng 17,2 triệu người Việt
Nam (tương đương 21,5% dân số) đang sử dụng nguồn nước sinh hoạt từ giếng khoan,
chưa được kiểm nghiệm hay qua xử lý. Theo thống kê của Bộ Y tế và Bộ Tài nguyên –
Môi trường, trung bình mỗi năm Việt Nam có khoảng 9.000 người tử vong vì nguồn
nước và điều kiện vệ sinh kém. Hàng năm, có gần 200.000 người mắc bệnh ung thư
mới phát hiện, mà một trong những nguyên nhân chính bắt nguồn từ ô nhiễm môi
4


trường nước. 30% người dân chưa nhận thức được tầm quan trọng của nước sạch.
Thực trạng khan hiếm nước sạch cũng như ý thức bảo vệ nguồn tài nguyên nước của
người dân Việt Nam chưa cao. Theo đánh giá của Tổng cục Môi trường, mỗi ngày cả
nước khai thác hàng triệu m³ nước ngầm cung cấp cho hơn 300 nhà máy nước khai
thác thành nước sinh hoạt. Nhưng, đáng lo ngại là nguồn nước ngầm đang đối mặt với

vấn đề ô nhiễm, từ việc bị xâm nhập mặn trên diện rộng, ô nhiễm vi sinh, cho tới ô
nhiễm kim loại nặng nghiêm trọng do việc khai thác tràn lan, thiếu quy hoạch và
không có kế hoạch bảo vệ nguồn nước. Hầu hết đô thị lớn đều bị ô nhiễm nước ngầm
do tốc độ đô thị hóa, đặc biệt là ở Hà Nội, TPHCM. Ngoài ra, tại khu vực đồng bằng
Bắc bộ và ĐBSCL, nguồn nước bị ô nhiễm asen cũng chiếm rất lớn, khoảng 21% dân
số đang sử dụng nguồn nước nhiễm chất này. Trước thực trạng nguồn nước đáng lo
ngại trên thì việc bảo vệ nguồn nước là việc làm cần thiết và quan trọng hơn bao giờ
hết.
Lũ lụt xảy ra thường xuyên hơn đe dọa cuộc sống và sinh mạng của con người
khắp nơi trên Thế giới. Lịch sử loài người đã chứng kiến nhiều mất mát lớn do lũ lụt
gây ra. Điển hình, trận lụt năm 1931 gây chết hàng triệu người, năm 1975 chết hơn
200,000 người. Còn ở Việt nam, trận lụt năm 1971 xảy ra ở Hà Nội và đồng bằng
Sông Hồng làm chết 100,000 người1, năm 2008 trận lụt lớn ảnh hưởng tới miền Bắc và
miền Nam làm chết hàng trăm người, gây thiệt hại cho Hà Nội lên đến 3.000 tỉ đồng2
Tại Hà Nội, cùng với tốc độ đô thị hóa diễn ra nhanh chóng, cường độ mưa lớn
đã gây ra hiện tượng ngập lụt ngày càng gia tăng, phá hủy nhà ở, các công trình, các
kết cấu hạ tầng kỹ thuật đô thị, gây tổn hại sức khỏe, ảnh hưởng tới cuộc sống của
người dân, gây ách tắc giao thông trầm trọng và cản trở quá trình phát triển kinh tế - xã
hội của thành phố.
Quá trình đô thị hóa tăng nhanh trong những năm gần đây đồng nghĩa với việc
nhiều ao hồ, kênh thoát nước bị lấp, nhiều diện tích bề mặt (mặt đường, vỉa hè, khu đất
trống) thấm hút nước mưa bị bê tông hóa. Trong khi đó năng lực tiêu thoát nước của
hệ thống cống thoát nước khu vực đô thị không đáp ứng kịp khi lượng nước mưa quá
1

/>
2

/>
5

lớn. Hậu quả nước mưa chảy tràn lên đường gây ra hiện tượng ngập cục bộ, các khu
vực trũng ngập úng càng nghiêm trọng. Có khi kéo dài tình trạng ngập trong nước từ
một tuần tới hơn chục ngày. Theo thống kê của thành phố Hà Nội, hiện tại có 22 điểm
ngập úng vào mùa mưa bão, như khu phố Tân Mai, Thái Hà, Thái Thịnh, Phạm Hùng
và ngay cả khu vực hồ Hoàn Kiếm cũng gánh chịu tình trạng ngập trong nước vào mùa
mưa hàng năm.
Đô thị hóa nhanh thách thức nghiêm trọng việc quản lý cơ sở hạ tầng phòng
chống ngập úng hiện hữu. Nhưng đồng thời đó cũng tạo ra cơ hội để phát triển các khu
dân cư mới có tích hợp công trình quản lý ngập úng ngay từ đầu [27]. Các biện pháp
công trình quản lý úng ngập khu vực đô thị thường được lựa chọn là hệ thống đập,
kênh thoát nước, các biện pháp bổ sung hoặc thay thế tự nhiên hơn và bền vững như
đất ngập nước và vùng đệm tự nhiên. Tính hiệu quả của các biện pháp này đã được
chứng thực từ thành công của đập sông Thames, đê chắn biển của Hà Lan và các hệ
thống sông Nhật [27]. Các biện pháp kết cấu thường có chi phí đầu tư cao và có thể
làm nghiêm trọng thêm các tác động tiêu cực nếu biện pháp thất bại, một trong những
dẫn chứng bi thảm là trận sóng thần tại Nhật Bản năm 2011.
Dưới tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu trong những thập kỷ gần đây, tình
trạng khan hiếm nước và ngập lụt dường như ngày càng nghiêm trọng hơn. Thực tế đòi
cần có những biện pháp thích ứng mang tính đa ngành tích hợp biến đổi khí hậu.
Những biện pháp thích ứng được nghiên cứu trong những năm gần đây bao gồm các
biện pháp công trình, phi công trình, khí hậu và phi khí hậu. Một trong những biện
pháp quan trọng đó đã được đề cập tới trong những nghiên cứu gần đây được thực
hiện tại vùng Đồng bằng Sông Cửu Long [5] là hệ thống thu nước mưa từ mái nhà đưa
vào bể chứa để sử dụng và góp phần giảm bớt ngập lụt khu vực đô thị.
Việc thu gom nước mưa đã được áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới để cung cấp
một nguồn nước an toàn cho cả vùng nông thôn và thành thị, nhất là các khu vực khan
hiếm nước. Việc thu gom nước mưa cũng được coi là biện pháp kiểm soát lũ lụt ở một
số khu vực chịu ảnh hưởng bởi biến đổi khí hậu như Hàn Quốc, hoặc các hệ thống kết

hợp hệ thống thoát nước như ở Đức. Ngay ở các thành phố phát triển, biện pháp thu
gom mưa cũng được áp dụng như một giải pháp để giảm áp lực cho hệ thống cấp nước
hiện tại, đồng thời giảm bớt các tác động của phát triển đô thị đối với môi trường tự
6


nhiên, và tăng khả năng phục hồi với các tác động của biến đổi khí hậu. Hệ thống thu
gom và lưu trữ nước mưa hiện nay thường được thực hiện dưới sự quản lý tích hợp
nước đô thị (Integrated Urban Water Management - IUWM) và thiết kế đô thị nhạy
cảm nước (Water Sensitive Urban Design - WSUD), trong đó có một cái nhìn toàn
diện về chu trình nước đô thị.
Nhiều công trình nghiên cứu về hệ thống thu gom và lữu trữ nước mưa đã được
thực hiện trên Thế giới và ở Việt Nam. Tại Việt Nam, những nghiên cứu nổi bật gần
đây tập trung vào các vấn đề như chất lượng nước mưa, các rào cản trong việc thu gom
nước mưa cũng như mối quan hệ giữa diện tích sử dụng, diện tích có khả năng thu trữ
nước mưa từ các hộ gia đình khu vực ngoại thành [11] [15] [3]. Các công trình nghiên
cứu xem xét các vấn đề liên quan tới việc sử dụng nước mưa, chất lượng nước mưa và
thu nước mưa ở khu vực ngoại thành Hà Nội. Tuy nhiên, việc đánh giá tiềm năng của
việc thu nước mưa từ mái nhà trong khu vực đô thị để sử dụng vào các mục đích khác
nhau cũng như đóng góp vào giảm ngập úng do mưa lớn dường như vẫn còn bỏ ngỏ.
Vì vậy, tác giả lựa chọn đề tài luận văn “Đánh giá tiềm năng của hệ thống thu
gom nước mưa để sử dụng trong sinh hoạt và giảm ngập lụt trong điều kiện biến đổi
khí hậu, phường Đồng Tâm, Hà Nội” nhằm làm rõ một số câu hỏi như:
1) Có thể thu được bao nhiêu nước mưa (m3) từ mái nhà, đáp ứng được bao nhiêu
% nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt của các dân cư ở các tòa nhà khu vực nghiên
cứu?
2) Có thể giảm được bao nhiêu ngập lụt bằng cách xây bể thu gom nước mưa?
3) Các lợi ích của việc thu gom mưa và tính khả thi của việc thu gom nước mưa

khu vực đô thị?

Luận văn có ba mục tiêu chính: 1) Tính toán và phân tích tiềm năng thu nước
mưa từ mái nhà; 2) Tính toán khối lượng giảm ngập úng của mô hình thu nước mưa từ
mái nhà; 3) Đánh giá được lợi ích của việc thu nước mưa từ mái nhà trong khu vực đô
thị. Để đạt được các mục tiêu của Luận văn, tác giả đã tiến hành các công việc chính
như: 1) Tổng quan các nghiên cứu trong và ngoài nước về vấn đề liên quan; 2) Xây
dựng cơ sở dữ liệu về đặc trưng bề mặt, các nguồn số liệu nước mưa trong khu vực
nghiên cứu; 3) Khảo sát và tính toán khối lượng nước mưa có thể thu được từ mái nhà;
7


4) Đánh giá chất lượng nước mưa theo hệ tiêu chí chuẩn; 5) Xây dựng bài toán để tính
toán khối lượng úng ngập giảm được bằng cách thu nước mưa.
Luận văn được cấu trúc thành ba chương chính: Chương I tổng quan tình hình
nghiên cứu về vấn đề liên quan trên Thế giới và trong nước, giới thiệu đặc điểm về
lượng mưa của khu vực nghiên cứu, đặc điểm bề mặt và hệ thống thoát nước khu vực
đô thị, tình hình sử dụng nước mưa cũng như tình trạng ngập úng đô thị trong mùa
mưa. Chương II trình bày tuần tự logic bài toán, cách tiếp cận và phương pháp luận,
một số phương pháp nghiên cứu chính và các nguồn dữ liệu phục vụ nghiên cứu.
Chương III phân tích các kết quả chính và đưa ra các kết luận cũng như một số kiến
nghị rút ra từ các phát hiện và kết quả của quá trình nghiên cứu.

8


CHƢƠNG I – TỔNG QUAN
1.1.

Tác động của BĐKH tới nguồn nƣớc, lƣợng mƣa

Tác động của Biến đổi khí hậu tới nguồn nước và lượng mưa ở các vùng khác nhau

trên Thế giới
Các nghiên cứu gân đây đều chỉ ra rằng dưới tác động của biến đổi khí hậu các
hiện tượng thời tiết khắc nghiệt ngày càng xuất hiện nhiều hơn: bão lớn, mưa lớn và
lốc xoáy xảy ra thường xuyên hơn, thời gian và không gian mưa thay đổi [22], thời tiết
nóng nực và hạn hán kéo dài hơn. Sự xuất hiện của các hiện tượng khí hậu cực đoan
trên tương ứng với các thời gian và không gian nhất định.
Biến đổi khí hậu dẫn tới sự sụt giảm nguồn nước diễn ra trên phạm vi toàn cầu.
Theo dự báo của Liên Hợp Quốc, khí hậu và lưu thông của nước trên toàn thế giới
trong thế kỷ 21 là vấn đề đáng lo ngại nhất và thảm khốc nhất: "Trái đất đang nóng
dần lên, nhưng các dự báo hiện tượng ấm lên lớn hơn nhiều trong thế kỷ 21 sẽ tạo ra
những thay đổi lớn về sự bốc hơi và lượng mưa, hệ quả dẫn đến chu kỳ thủy văn
không thể đoán trước. Nhiệt độ không khí tăng lên sẽ làm tăng sự bốc hơi từ các đại
dương, tăng cường tuần hoàn nước. Bay hơi nước từ đất sẽ nhanh hơn, do đó lượng
mưa chảy ra sông, bổ cập các nguồn nước ngầm đều ít đi. Hệ quả mà con người phải
đối mặt là tình trạng thiếu nước ngọt. Số người bị thiếu nước sinh hoạt gia tăng, trong
đó ở Châu Á số người có nguy cơ thiếu nước ngọt cho sinh hoạt rất cao (120 triệu đến
1.2 tỷ người) [26]. Con người đang phải đối mặt với nguy cơ thiếu nước nghiêm trọng.
Vì vậy rất cần thiết có những hành động bảo vệ và tận dụng những nguồn nước sẵn có
một cách hiệu quả nhất vì không gì có thể đảm bảo rằng nguồn nước hiện tại sẽ không
cạn kiệt trong tương lai.
Khí hậu biến đổi cũng dẫn đến lượng mưa mới và các hiện tượng khí hậu cực
đoan hơn, bao gồm ngập lụt và hạn hán [36]. Các trận mưa cường độ lớn dường như
tăng mạnh ở nhiều khu vực, kể cả ở những nơi có tổng lượng mưa giảm, điều này
cũng phù hợp khi khí hậu toàn cầu ấm lên khiến cho lượng nước bốc hơi tăng lên
trong khí quyển [25]. Theo dự báo của Liên Hợp Quốc, các khu vực khô sẽ khô hơn và
khu vực ẩm ướt sẽ còn ẩm ướt hơn.
Tác động của Biến đổi khí hậu tới mưa ở Việt Nam
Dưới tác động của Biến đổi khí hậu, lượng mưa năm, chế độ mưa và lượng mưa
ngày đã và đang thay đổi trong những năm trở lại đây (bảng 1.1). Theo tính toán của
các chuyên gia của Bộ Tài nguyên và Môi trường, lượng mưa năm ở các khu vực khí

hậu phía Bắc tăng theo các Kịch bản phát thải (KBPT) như sau: vào cuối thế kỷ 21 (so
với thời kỳ 1980 – 1999), lượng mưa năm tăng lên khoảng 5 % (KBPT thấp), 7 – 8 %
9


(KBPT trung bình), và 9 – 10 % (KBPT cao). Như vậy, tính đến năm 2100, lượng mưa
năm được dự tính sẽ tăng từ 5% đến 10% tùy thuộc vào các kịch bản phát thải. Dưới
tác động của biến đổi khí hậu, diễn biến của các hiện tượng thời tiết, khí hậu
cực đoan, trong đó có mưa lớn, dường như ngày càng phức tạp hơn, thể hiện ở
sự gia tăng về tần suất và cường độ. Chính vì vậy, nghiên cứu biến đổi của hiện
tượng mưa lớn là một trong những bài toán thu hút được sự quan tâm của nhiều
nhà khoa học trên thế giới, nhất là trong những năm gần đây [18] [23].
Chế độ mưa cũng chịu tác động của trong điều kiện khí hậu thay đổi. Đối với
lượng mưa trung bình, so với lượng mưa trung bình thời kỳ 1980 – 1999, lượng mưa
các vùng tăng lên 0,3 – 1,6 % vào năm 2020; 0,7 – 4,1 % vào năm 2050 và 1,4 – 7,9 %
vào năm 2100. Theo kịch bản phát thải trung bình, vào giữa đến cuối thế kỷ 21, phân
bố lượng mưa năm trên cả nước không có nhiều thay đổi (Hình 1.1), các trung tâm
mưa lớn và các trung tâm mưa bé vẫn tồn tại trên các vùng khí hậu của Bắc Bộ, Trung
Bộ cũng như Nam Bộ.

Xu thế và mức độ thay đổi lượng mưa vào
các mùa khác nhau trên các vùng khí hậu
không hoàn toàn như nhau, phân bố lượng
mưa các mùa trong nửa cuối thế kỷ 21 có
một số đặc điểm khác với hiện tại.
Tác động của Biến đổi khí hậu còn thể hiện
ở sự thay đổi lượng mưa ngày lớn nhất.
9/19 trạm tiêu biểu có hệ số tương quan âm
giữa R và Rx với trị số tuyệt đối phổ biến
khoảng 0,1 – 0,4. Tốc độ xu thế (b0) của Rx

phổ biến khoảng 0,3 – 3 mm/năm, tương tự
Hình 1.1: Lƣợng mƣa thời kỳ 2041-2050 [10]

tốc độ tăng hay giảm của lượng mưa.

10


Bảng 1.1: Mức thay đổi lƣợng mƣa (%) so với thời kỳ 1980 - 1999 ở các vùng khí hậu

Nguồn: KB BĐKH và NBD, BTN&MT, 2009
Xoáy thuận nhiệt đới (XTNĐ) hoạt động trên Biển Đông và cả XTNĐ ảnh
hưởng trực tiếp hoặc đổ bộ vào đoạn bờ biển Bắc Bộ trong các thập kỷ sắp tới nhiều
lên về tần số và mạnh thêm về cường độ và thất thường hơn về mùa so với hiện nay .
Các kỷ lục về lượng mưa ngày, lượng mưa tháng và lượng mưa năm đều cao hơn. Mưa
có cường độ lớn và tập trung làm tăng nguy cơ ngập lụt ở nhiều khu vực, nhất là các
khu vực trũng và có tốc độ đô thị hóa cao Mưa có cường độ lớn và tập trung làm tăng
nguy cơ ngập lụt ở nhiều khu vực, nhất là các khu vực trũng và có tốc độ đô thị hóa
cao [10].

11


1.2.

Tình trạng ngập lụt đô thị
Xu hướng tăng dần của các trận lũ lụt và thiệt hại gây ra đặc biệt rõ nét ở các

nước đang phát triển. Theo các nhà khoa học dự báo, số người có thể bị ảnh hưởng của
lũ lụt sẽ tăng lên tới con số 2 tỷ người vào năm 2050 và hậu quả sẽ rất khó lường

được trước những diễn biến phức tạp do tác động của biến đổi khí hậu, nước biển
dâng, nóng lên toàn cầu, đô thị hóa tăng nhanh trong tương lai [1].
Sự nóng lên toàn cầu sẽ làm tăng cường độ và tần số của các trận mưa cực
đoan, lý do gây ra ngập lụt đô thị. Mưa lớn cực đoan, cùng với phát triển đô thị hóa và
dân số đô thị ngày càng gia tăng, có thể dẫn đến tăng đáng kể nguy cơ ngập lụt ở các
đô thị có lượng mưa cao [33].
Với loại hình thiên tai lũ lụt thì có lẽ ngập lụt ở đô thị là xảy ra thường xuyên và
gây thiệt hại nặng nề hơn cả. Các yếu tố gây ra lũ lụt bao gồm: Khí tượng (mưa, bão,
tuyết tan…), thủy văn (độ ẩm, khả năng thấm của đất, hình thái dòng dẫn…) và nhân
tố do con người (thay đổi sử dụng đất, đô thị hóa, phá rừng…). Đối với đô thị, mật độ
công trình xây dựng dầy đặc, gây cản trở quá trình thấm tự nhiên làm tăng dòng chảy
mặt lớn hơn so với lưu vực tự nhiên. Hơn nữa, đô thị hóa nhanh, bê tông hóa bề mặt
tăng, các công trình xây dựng nhiều hơn làm giảm thời gian tập trung nước – thời gian
từ đỉnh mưa tới đỉnh lũ của một lưu vực làm thiên tai lũ lụt xảy ra nhanh hơn, khó ứng
phó hơn [1].
Vào tháng 11/2008: Trận mưa lớn kỷ lục khoảng 100 năm gần đây đã diễn
ra và kéo dài trong nhiều ngày ở miền Bắc, đặc biệt là Hà Nội gây ra trận lụt lịch sử,
thiệt hại 3.000 tỷ đồng.
Cuối năm 2013: Triều cường tại thành phố Hồ Chí Minh vượt mức báo động
III gây úng ngập nghiêm trọng ở các vùng ven sông, kênh rạch và vùng trũng. Ngày
20/10/2013, đỉnh triểu là 1,68m - đạt mức lịch sử trong 61 năm qua. Bài học có thể rút
ra từ những trận lụt gần đây là: (1) Công tác quy hoạch của các đô thị chưa tốt, chưa
lồng ghép biến đổi khí hậu trong quy hoạch nên nguy cơ bị tác động bởi thiên tai, đặc
biệt là ngập lụt do mưa cực đoan và nước biển dâng; (2) Để phòng chống ngập lụt đô
thị hiệu quả thì vấn đề quy hoạch tổng thể và đồng bộ, lồng ghép giảm nhẹ rủi ro
thiên tai và thích ứng biến đổi khí hậu cần phải được xem xét trước tiên. Thực tế các
giải pháp riêng lẻ đã không mang lại hiệu quả [8].
12

Các nguyên nhân gây úng ngập khu vực đô thị được cho là gồm những
nguyên nhân chính như: (i) Hệ thống thoát nước chưa được xây dựng, bị hư hại xuống
cấp, không được cải tạo; (ii) Thiết kế ban đầu không phù hợp; (iii) Hệ số dòng chảy
trong lưu vực thoát nước tăng vào mùa mưa; [43] Đường ống cấp nước bị rò rỉ ; (v)
Cống thoát nước bị tắc, bồi lắng; (vi) Sự cố tại trạm bơm; và (vii) Dưới tác động của
biến đổi khí hậu, cường độ mưa lớn thường xuyên hơn, mực nước biển dâng, triều
cường (nhất là các đô thị ven biển).
Tại khu vực đô thị Hà Nội, bên cạnh các nguyên nhân thường thấy như trên,
hiện tượng úng ngập ở khu vực này còn có các nguyên nhân khác, chẳng hạn như: hệ
thống thoát nước không đủ công suất tiêu thoát nước trong mùa mưa, thoát nước thải
và nước mưa chung nhau cùng một hệ thống cống thoát; cốt san nền không được kiểm
soát, nên nước bề mặt không chảy đúng hướng (từ cao xuống thấp) mà chảy lung tung
và úng ngập cục bộ. Khu vực nghiên cứ có địa hình khá bằng phẳng và không có hồ
ao hay các dung tích chứa nước tự nhiên. Việc hầu hết bề mặt phủ đã bị bê tông hóa
ngăn cản việc thoát nước tự nhiên tại chỗ càng làm trầm trọng thêm tình trạng úng
ngập trong khu vực này.
1.3.

Tình trạng ô nhiễm nguồn nƣớc đô thị

Tình trạng ô nhiễm nước ngầm
Đối với những đô thị lớn như Hà Nội, với tốc độ đô thị hóa mạnh mẽ, yêu cầu
tiêu thụ nước cấp ngày càng tăng. Hệ thống cấp nước Hà Nội hiện cung cấp cho thành
phố, trong khu vực nội thành Hà Nội khoảng trên 600.000 m3/ng.đêm, trong đó từ
nguồn nước ngầm mạch sâu gần 500.000 m3/ng.đêm, được khai thác từ 14 bãi
giếng và làm sạch tại 12 trạm xử lý chính quanh khu vực Hà Nội [7]. Nước ngầm Hà
Nội thường có chứa sắt với hàm lượng từ 1 đến 25 mg/L. Những năm gần đây
nguồn nước ngầm Hà Nội có dấu hiệu bị nhiễm ammoni (NH4+) với nồng độ ngày
càng cao, dao động từ dạng vết đến 30 mg-N/L tùy theo từng khu vực, trong đó vùng
bị ô nhiễm mạnh nhất nằm ở phía Nam thành phố (bao gồm trạm Tương Mai, Pháp

Vân, Hạ Đình) với nồng độ ammoni trong nước phổ biến vào khoảng từ 16 đến 28
mg-N/L [6]. Kết quả phân tích nguồn nước ngầm được dự kiến khai thác cho các
trạm cấp nước nông thôn ở ở khu vực Thường Tín, Phú Xuyên cũng cho thấy hàm
13


lượng ammoni ở mức cao. Ammoni trong nước ngầm tồn tại ở dạng NH4+ và
NH3. Với pH của nước ngầm Hà Nội dao động trong khoảng từ 6 đến 8, ammonia tồn
tại chủ yếu ở dạng NH4+ (chiếm 96-100%). Ammoni trong nước ngầm có thể bị ô
nhiễm từ các nguồn chứa ammoni với nồng độ cao như bãi rác thải, cống, kênh dẫn
nước thải, đất nông nghiệp có sử dụng phân bón... Ammoni có mặt trong nước ngầm
với nồng độ cao cũng có thể do sự phân hủy sinh học tự nhiên của đất bùn, có phổ
biến khu vực phía Nam Hà Nội [4]. Ammoni ở trong nước có thể bị ôxy hóa
thành NO2- và NO3-, gây ra nguy cơ tiềm ẩn tới sức khỏe con người.
Các tầng chứa nước ngầm vùng Thành phố Hà Nội có hàm luợng Asen (As)
lớn vượt ngưỡng cho phép cũng đã được phát hiện trong các tầng chứa nước này
[19, 33]. Asen có hàm lượng lớn nhiễm bẩn trong nước dưới đất sẽ ảnh hưởng đến

sức khỏe con người ở các mức độ khác nhau khi hàm lượng của nó vượt quá giới
hạn cho phép 10  g/l [38]. As tồn tại trong nước có mối quan hệ với nhiều yếu tố liên
quan khác bao gồm cả các thông số hoá lý như DO, pH, Eh đến các yếu tố hoá học
nhạy cảm với điều kiện môi trường như DOC, CH4, H2S, NH4+, Fe3+, Fe2+,
HCO3-... Dựa vào các mối quan hệ đó có thể nhận biết được trạng thái tồn tại của
As, nguồn gốc hình thành, cơ chế giải phóng và dịch chuyển của As trong môi
trường nước dưới đất. Trong nghiên cứu này, trên cơ sở các kết quả phân tích thành
phần hóa học và các chỉ tiêu hóa lý của tầng chức nước mối quan hệ của As và NH4+
với một số thành phần hóa học đa lượng, nhạy cảm với điều kiện địa hoá môi trường
đã được thiết lập để làm cơ sở kiểm chứng và đánh giá quá trình di chuyển của As và
NH4+ trong nước.
DOC trong nước dưới đất khu vực nghiên cứu ngoài nguồn gốc được tạo thành

từ sự phân hủy sinh học các vật liệu hữu cơ NOM trong trầm tích, mà nó còn được
hình thành từ hệ thống phân hữu cơ từ sinh hoạt của con người (septic) và động vật, từ
hệ thống nước thải của thành phố Hà Nội có chứa nhiều hợp chất hữu cơ và có thể từ
hoạt động nông nghiệp. Hàm lượng As càng cao ở các tầng nước ngầm sâu [9]. Theo
kiến nghị của nhiều nghiên cứu gần đây, để giảm hạ thấp mực nước dưới đất tại khu
vực nội thành cần giảm lưu lượng khai thác hoặc dừng hoạt động, đưa vào dự phòng
14


một số nhà máy nước bị suy thoái. Giảm khai thác nước ngầm nhưng vẫn cần đảm bảo
đáp ứng nhu cầu sử dụng có là một bài toán mà lời giải đáp có thể tìm thấy bằng khai
thác nguồn nước mưa thay thế.
Tình trạng ô nhiễm nước mặt
Tình trạng ô nhiễm nước mặt ảnh hưởng tới nguồn nước cấp cho thành phố Hà
Nội. Nước cấp cho thành phố Hà Nội khai thác nguồn nước mặt từ Sông Hồng, sông
Đuống, sông Cà Lồ, sông Nhuệ, sông Đáy và sông Đà. Tuy nhiên, ô nhiễm nước mặt
đang trở nên ngày càng báo động. Ô nhiễm nguồn nước xuất phát từ nhiều nguyên
nhân khác nhau, có 4 nguồn thải chính tác động đến môi trường nước mặt: nước thải
nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt và y tế. Với tổng số dân khu vực miền Bắc lên
đến gần 31,3 triệu người (chiếm 35,6% dân số toàn quốc). Trong đó, dân số đô
thị lên đến gần 8,1 triệu người [13]. Nước thải sinh hoạt chiếm trên 30% tổng lượng
thải trực tiếp ra các sông hồ, hay kênh rạch dẫn ra sông. Số lượng khu công nghiệp có
hệ thống xử lý nước thải vẫn đang ở mức trung bình (50-60%), hơn nữa 50% trong
số đó vẫn chưa hoạt động hiệu quả. Nước thải từ sản xuất nông nghiệp và các làng
nghề cũng thải ra sông góp phần tăng thêm nồng độ ô nhiễm. Nước thải y tế được xem
là nguồn thải độc hại nếu không được xử lý trước khi thải ra môi trường. Hầu hết nước
thải sinh hoạt của các thành phố đều chưa được xử lý, trực tiếp đổ vào các kênh mương
và chảy thẳng ra sông gây ra ô nhiễm môi trường nước mặt. Phần lớn các đô thị đều
chưa có nhà máy xử lý nước thải tập trung, hoặc đã xây dựng nhưng chưa đi vào
hoạt động, hoặc hoạt động không có hiệu quả.

Như vậy, việc khai thác nước mặt để cấp nước sinh hoạt cho đô thị cũng gặp
phải khó khăn do nguồn nước bị ô nhiễm. Vấn đề đặt ra là cần có công nghệ xử lý hiện
đại và quy trình giám sát chặt chẽ nhằm đảm bảo cấp nước an toàn cho các hoạt động
sản xuất và sinh hoạt của người dân đô thị.
Trước thực trạng nguồn nước ngầm và nước mặt đang suy giảm nghiêm trọng
về lưu lượng và chất lượng, để đảm bảo an ninh cấp nước cho đô thị Hà Nội, rất cần
khai thác các nguồn nước khác nhau, mà nước mưa là một nguồn nước vô cùng quan
trọng.

15


1.4.

Thu gom nƣớc mƣa từ mái nhà
Nước mưa đã được thu gom ở nhiều nơi trên Thế giới cách đây hàng nghìn năm

[16]. Tổ Chức Y tế Thế Giới (WHO) và Chương trình giám sát chung (JMP) UNICEF

khuyến nghị mở rộng sử dụng nước mưa phục vụ cho các mục đích khác nhau, đáp
ứng mục tiêu Thiên Niên Kỷ (MDGs).
Trên Thế giới và Việt Nam, đã có một số nghiên cứu về vấn đề thu mưa để sử
dụng như một nguồn nước sạch phục vụ ăn uống và các mục đích sinh hoạt khác khi
các nguồn nước khác trở lên khan hiếm, bị ô nhiễm [39]. Các nghiên cứu thường tập
trung vào đánh giá một công trình xanh tiết kiệm nước bằng cách thu gom và sử dụng
nước mưa, khả năng chứa của bể và chi phí. Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu nào làm
sáng tỏ bài toán giảm ngập lụt khu vực đô thị bằng cách thu gom mưa. Chương II của
luận văn này, bên cạnh việc đánh giá tiềm năng đáp ứng nhu cầu nước sinh hoạt của
việc thu gom mưa, chúng tôi sẽ tính toán khả năng giảm ngập lụt do mưa lớn bằng
cách thu nước mưa từ mái của các tòa nhà trong khuôn viên của Trường Đại học Xây

dựng nằm tại phường Đồng Tâm, quận Hai Bà Trưng, thành phố Hà Nội.
Không chỉ có thể sử dụng cho các mục đích dội rửa, tưới cây trong hộ gia đình,
nước mưa đã từ lâu được coi là một nguồn nước đáng tin cậy phục vụ ăn uống của con
người. Phục vụ cho uống và nấu ăn, nước mưa là một nguồn chính (23%) cùng với
giếng nước (26%), và nước từ sông, hồ, ao (25%) [12]. Với tốc độ tăng trưởng kinh tế
nhanh và bền vững của Việt Nam từ những năm 1990, nhu cầu về nguồn nước và các
dịch vụ dự kiến sẽ tăng. Thu nước mưa ngày càng được ủng hộ như là một phương
pháp thay thế hoặc bổ sung cho cấp nước hộ gia đình ở các vùng nhiệt đới [35].
Con người thu thập và lưu trữ nước mưa từ mái nhà, bề mặt đất hoặc các lưu
vực đá sử dụng kỹ thuật đơn giản như ao hồ tự nhiên và / hoặc nhân tạo và hồ chứa.
Nước mưa được sử dụng với nhiều mục đích như ăn uống, nấu ăn, vệ sinh, vv, cũng
như sử dụng hiệu quả trong nông nghiệp. Nước mưa được thu gom và lưu trữ theo ba
hình thức chủ yếu: (1) thu gom và lưu trữ tại chỗ trong đất; (2) thu gom mưa, lưu trữ
nước mưa và vận chuyển tới nơi sử dụng, cách này thường phục vụ trong nông nghiệp;
(3) thu gom và lưu trữ nước mưa tại hộ gia đình từ mái nhà và lưu trữ trong bể chứa
[24]. Trong phạm vi luận văn này, các tác giả tập trung phân tích hình thức (3): thu

gom mưa nước mưa từ mái nhà và lưu trữ trong bể chứa ở quy mô hộ gia đình.
16


Ở quy mô hộ gia đình, nước mưa có thể thu gom từ mái nhà, sân và chứa trong
bể chứa, lu, bình inox hoặc túi nhựa. Các kích thước bể chứa phụ thuộc vào yêu cầu.
Hình dạng bình thường là có hình chữ nhật, hình vuông hoặc hình trụ. Để lưu trữ các
bể chứa nước nhỏ làm bằng gạch, ổn định đất, đất nện, tấm nhựa và lọ vữa là phổ biến.
Đối với số lượng lớn chứa nước mưa có thể được làm bằng gốm, ferrocement, hoặc
polyethylene. Nước mưa có thể chứa trong bể polyethylene nhỏ gọn nhưng có trữ
lượng lớn [29].
Mặc dù thu gom nước mưa là biện pháp hữu ích cho những vùng khan hiếm
nước nhưng việc thực hiện còn một số trở ngại. Khó khăn thường gặp liên quan tới

công nghệ hoặc chi phí cao. Đôi khi khó khăn là do thiếu sự tham gia của người sử
dụng. Nguyên nhân chính là vì họ chưa chấp nhận, chưa được khuyến khích đầy đủ.
Thông tin khí tượng thủy văn chưa đủ để lập kế hoạch, thiết kế và thực hiện hệ thống.
Ngoài ra, các nguyên nhân khác có thể là các vấn đề liên quan tới yếu tố kinh tế và xã
hội như quyền sử dụng đất và tình trạng thất nghiệp. Thường kiến thức của người dân
về hệ thống thu gom và sử dụng nước mưa là không đầy đủ và lạc hậu không cập nhật
được lợi ích của tài nguyên nước mưa. Việc thiếu chiến lược quốc gia dài hạn cũng là
một cản trở lớn. Vì vậy, cần thực hiện nhiều động thái chuyên môn và chính sách để
thúc đẩy việc áp dụng hệ thống ở nước đang phát triển. Các mô hình dựa trên Hệ thống
thông tin địa lý (GIS), trong đó kết hợp dữ liệu vật lý, sinh thái và kinh tế-xã hội, có
thể góp phần vào việc đánh giá sự phù hợp của một khu vực nào đó áp dụng hệ thống
thu gom mưa [30] [32] [29].
1.5.

Vấn đề của nghiên cứu
Trong các phần trước, chúng tôi hồi cứu và tổng quan các nghiên cứu trong và

ngoài nước về hệ thống thu gom nước mưa. Hầu hết các nghiên cứu đều mới tập trung
vào khả năng thu gom mưa khu vực nông thôn, phục vụ cho các mục đích ăn uống và
sinh hoạt khi các nguồn nước khác bị khan hiếm hoặc bị ô nhiễm nên nước cấp trở lên
căng thẳng. Nước mưa được thu gom và xử lý để đưa vào sử dụng tại chỗ, tại hộ gia
đình, để tưới tiêu nông nghiệp hoặc gom nước mưa vào các khu đất trũng cho ngấm
dần xuống đất. Biện pháp thu nước mưa phục vụ nước sinh hoạt là biện pháp truyền
thống đã có từ lâu đời, nay chỉ cần kế thừa và cải tiến về công nghệ và cách thức tăng
hiệu quả. Nước mưa được bảo quản trong bể có thể phục vụ cho các mục đích sinh
hoạt của hộ gia đình như xả bồn cầu, tưới cây, rửa nhà cửa, rửa xe, v.v.
17


Không chỉ có ý nghĩa như một nguồn nước sinh hoạt bổ sung, thu gom mưa và

lưu trữ trong bể chứa của các hộ gia đình còn phần nào giúp giảm tình trạng ngập lụt
ngày càng xảy ra nghiêm trọng ở khu vực dân cư đông đúc mà không cần phải chi tốn
nhiều ngân sách nhà nước cho việc cải tạo hệ thống cống thoát nước đô thị. Quá trình
đô thị hoá đã gây những tác động xấu đến quá trình thoát nước tự nhiên: dòng chảy tự
nhiên bị thay đổi, quá trình lưu giữ tự nhiên dòng chảy bằng các thảm thực vật và đất
bị mất đi, và thay vào đó là những bề mặt phủ không thấm nước như mái nhà, bê tông,
đường nhựa, làm tăng lưu lượng dòng chảy bề mặt. Thời gian tập trung nước và đạt
đỉnh bị rút ngắn đi nhiều. Các hệ thống thoát nước truyền thống thường được thiết kế
để vận chuyển nước mưa ra khỏi nơi phát sinh càng nhanh càng tốt. Tuy nhiên, hệ
thống thoát nước truyền thống còn nhiều bất cập: dẫn dòng chảy bề mặt đi xa và thải
làm mất khả năng bổ cập tại chỗ cho các tầng nước ngầm quí giá. Cách tiếp cận của
thoát nước mưa bền vững (SUDS) là thoát chậm, không phải thoát nhanh, để tránh
lượng mưa tập trung lớn trong thời gian ngắn. SUDS sử dụng các hồ điều hòa trên diện
tích thu gom và truyền dẫn nước mưa để lưu giữ nước là một cách làm phổ biến để
tránh lượng mưa tập trung lớn trong thời gian ngắn gây ra tràn cống, ngập đường và
nhà cửa.
1.6.

Giới thiệu khu vực nghiên cứu
Nằm ở trung tâm vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng, Hà Nội có vị trí từ

20°53' đến 21°23' vĩ độ Bắc và 105°44' đến 106°02' kinh độ Đông. Hà Nội cách thành
phố cảng Hải Phòng 120 km. Sau đợt mở rộng địa giới hành chính vào tháng 8 năm
2008, thành phố có diện tích 3.324,92 km2, nằm ở cả hai bên bờ sông Hồng, nhưng tập
trung chủ yếu bên hữu ngạn.
Địa hình Hà Nội thấp dần theo hướng từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông
với độ cao trung bình từ 5 đến 20 mét so với mực nước biển. Hà Nội có hai loại địa
hình chủ yếu: đồng bằng phù sa và đồi núi. Tuy nhiên, khu vực nội thành Hà Nội nằm
có địa hình tương đối bằng phẳng và trũng. Do việc khai thác nước ngầm quá nhiều,
địa hình Hà Nội đang bị sụt lún với tốc độ trung bình 1cm/năm.

Hà Nội có đặc trưng của vùng khí hậu Đồng bằng Bắc Bộ nóng ẩm và mưa
nhiều. Lượng mưa dồi dào, trung bình 1680mm/năm, mùa mưa tập trung vào các
tháng 5-9, mưa 114 ngày trong năm. Trong giai đoạn này thường xuyên có mưa rào và
mưa lớn, chiếm tới 80% tổng lượng mưa của cả năm. Thường ít mưa trong giai đoạn

18


từ tháng 10-12 (đây gọi là mùa khô), mưa nhỏ và mưa phùn từ tháng 1-4 hằng năm3
(hình 1.2).

Hình 1.2: Đặc trƣng khí hậu Đồng bằng Bắc Bộ
So sánh với một số thành phố thủ đô các nước như Paris, Seoul và Tokyo, nơi
hệ thống thu gom và lưu trữ nước mưa quy mô hộ gia đình đã được chú trọng trong
nhiều năm qua, có thể thấy tổng lượng mưa hằng năm của Hà Nội (1680mm) cao hơn
so với Paris (650mm) 4, Seoul (1450mm) 5 và Tokyo (1292mm) 6.
Các nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng lượng mưa ngày cực đại tăng mạnh trong
thời kỳ những năm gần đây. Trong giai đoạn 1961-1990, xu thế tăng của lượng mưa
ngày cực đại biểu hiện rõ ở hầu hết các vùng khí hậu, ngoại trừ vùng Tây Bắc, tăng
mạnh nhất là vùng Bắc Trung Bộ và Nam Trung Bộ. Trong thời đoạn 1991-2000, ở
các vùng khí hậu vùng Đông Bắc lượng mưa ngày cực đại có xu thế giảm, các vùng
khí hậu khác có xu thế ngược lại. Những năm 2001-2007 là thời kỳ có lượng mưa ngày
cực đại tăng mạnh ở tất cả các vùng khí hậu trên cả nước [10]. Hà Nội những năm gần
đây chứng kiến nhiều trận mưa với lượng mưa ngày rất cao, lên tới 394.9mm (năm
1984), 347mm (năm 2008) 7.
3

4

/> />

5

/>
6

/>
7

/>
19