Nước mưa và chúng ta

VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ & QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG TIỂU LUẬN CUỐI KỲ MÔI TRƯỜNG HỌC CƠ BẢN TÊN ĐỀ TÀI :
Lớp : ĐHMT3B SVTH : Phan Vũ Hoàng Long – 0771386 GVHD : GS.TSKH Lê Huy Bá Đại học Công nghiệp TP.HCM – Tháng 7 / 2009 MỤC LỤC Chương 1 : Tìm hiểu chung về nước mưa 2 - 5 Khái niệm 2 Đặc trưng 2 Phân loại 3 Công dụng 5 Chương 2 : Cơ sở của việc tận dụng nước mưa 7 - 9 Các bể chứa nước mưa có thể cung cấp 29% nhu cầu nước 7 Cải thiện môi trường bằng cách cho nước thấm xuống đất 7 Sử dụng nước mưa để bảo tồn nguồn nước ngầm 8 Qua mùa khô bằng nước mưa dự trữ từ mừa mưa 9 Chương 3 : Các thiết bị - công nghệ ứng dụng và sử dụng nước mưa 11 - 25 Tại Việt Nam 11 - 15 Lọc nước mưa bằng cảm ứng sinh học 11 Hố ga thu nước mưa và ngăn mùi kiểu mới 11 Làm hồ trữ nước mưa trên cát 13 Trừ nước mưa trên cát:“Cây trồng đỡ khát trong mùa khô” 15 Tại Nhật Bản 16 - 25 Các kỹ thuật xử lý nước mưa và nước thải tách biệt 16 Hiện thực hóa tầm quan trọng sử dụng nước bằng bơm tay 17 Kiểm tra và làm sạch dụng cụ chứa nước mưa 18 Tái nạp nước ngầm 19 Nước mưa thổi sức sống vào các trạm xăng 20 Bể chứa nước đơn giản dùng cho hộ gia đình 21 Ngôi nhà do kiến trúc sư KIYOSHI SATO thiết kế 22 Ngôi nhà giáo sư SUZUKI thiết kế 24 Chương 4 : Kết luận 26 Tài liệu tham khảo 27 CHƯƠNG 1 : TÌM HIỂU CHUNG VỀ NƯỚC MƯA 1.1 Khái niệm Mưa là một dạng ngưng tụ của hơi nước khi gặp điều kiện lạnh, mưa có các dạng như : mưa phùn, mưa rào, mưa đá, các dạng khác như tuyết, mưa tuyết, sương. Mưa được tạo ra khi các giọt nước khác nhau rơi xuống bề mặt Trái Đất từ các đám mây. Không phải toàn bộ các cơn mưa đều có thể rơi xuống đến bề mặt, một số bị bốc hơi trên đường rơi xuống do đi qua không khí khô, tạo ra một dạng khác của sự ngưng đọng. 1.2 Đặc trưng Mưa đóng một vai trò quan trọng trong chu trình thủy học trong đó nước từ các đại dương (và các khu vực khác có chứa nước) bay hơi, ngưng tụ lại thành các đám mây trong tầng đối lưu của khí quyển do gặp lạnh, khi các đám mây đủ nặng, nước sẽ bị rơi trở lại Trái Đất, tạo thành mưa, sau đó nước có thể ngấm xuống đất hay theo các con sông chảy ra biển để lại tiếp tục lặp lại chu trình vận chuyển.
Các giọt mưa rơi thông thường được vẽ trong các tranh hoạt họa như là "giọt nước mắt", tròn ở phần đáy và nhỏ, nhọn ở phần đỉnh, nhưng điều này không đúng (chỉ có các giọt nước nhỏ ra từ một nguồn nào đó mới có dạng như vậy ở thời điểm hình thành ra giọt nước). Các giọt mưa nhỏ là có dạng gần như hình cầu. Các giọt lớn hơn thì bị bẹt dần đi, giống như bánh hamburger (một loại bánh mì dẹp như bánh bao); còn các giọt rất lớn thì có hình dạng giống như cái dù. Trung bình thì giọt mưa có kích thước từ 1 mm đến 2 mm theo đường kính. Những giọt mưa lớn nhất trên Trái Đất đã được ghi lại ở Brasil và quần đảo Marshall năm 2004 - một số giọt có kích thước tới 10 mm. Kích thước lớn được giải thích là sự ngưng tụ trong các hạt khói lớn hay bởi sự va chạm giữa các giọt mưa trong một khu vực nhỏ với lượng rất lớn nước lỏng. Nói chung, nước mưa có độ pH nhỏ hơn 6 một chút, đơn giản là do nó hấp thụ điôxít cacbon trong khí quyển, nó bị điện ly một phần trong nước, tạo ra axít cacbonic. Ở một số sa mạc, các luồng không khí vận chuyển cả cacbonat canxi lên không trung, do đó nước mưa ở đây có thể là có pH bằng hoặc cao hơn 7. Các trận mưa có pH thấp hơn 5,6 thì được coi là mưa axít. Lượng mưa tại một khu vực nào đó được đo bằng các máy đo lượng mưa đặt tại một số điểm ngẫu nhiên, xa khu vực có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo. Nó là độ cao lượng nước thu được sau cơn mưa trên một bề mặt phẳng, không bị nhà cửa hay cây cối bao phủ hay che lấp và có thể được tính bằng mm (milimét) hay L/m². Độ chính xác của các máy đo có thể đạt tới 0,25 mm hay 0,01 in. 1.3 Phân loại Trong dân gian, mưa được phân thành mưa rào, mưa phùn, mưa ngâu... Trung tâm khí tượng thủy văn VN phân mưa theo mức độ lượng mưa : Mưa vừa: Lượng mưa đo được từ 16 - 50 mm/24h Mưa to: Lượng mưa đo được từ 51 - 100 mm/24h Mưa rất to: Lượng mưa đo được > 100 mm/24h Ngoài ra, còn có các dạng khác như : Tuyết : tuyết rơi hay mưa tuyết là 1 hiện tượng thiên nhiên, giống như mưa nhưng là mưa của những tinh thể đá nhỏ. Tuyết thường xuất hiện ở các vùng ôn đới.
Tinh thể tuyết hình sao Tinh thể tuyết hình lăng trụ Tinh thể tuyết dạng hỗn hợp Sương : Đây là một dạng của sự ngưng tụ. Sương được tạo ra từ hơi ẩm của khí quyển bị ngưng tụ lại sau một ngày nắng ấm và xuất hiện trong đêm trên bề mặt bị làm lạnh như những giọt nhỏ. Các bề mặt lạnh sẽ làm lạnh không khí ở gần đó, làm giảm độ ẩm mà không khí gần đó có thể giữ được. Lượng hơi nước dôi ra sẽ bị ngưng tụ. Khi nhiệt độ hạ đủ thấp, sương sẽ tạo thành trong dạng các hạt nước đá nhỏ

Sương sớm trên cỏ Sương sớm trên mạng nhện 1.4 Công dụng Nước mưa có thể được sử dụng như nước uống. Nước mưa cũng là nguồn cung cấp nước cho các loại cây trồng. Sau khi mưa, đa số người đều cảm thấy dễ chịu, hiện tượng này được giải thích là do lượng ion mang điện tích âm tăng lên. Mưa mang lại nước, nguồn sống cho tất cã các sinh vật trên Trái Đất. Ở những vùng có nhiệt độ cao mưa làm giảm nhiệt. Mưa là một mắt xích quan trọng trong chu kỳ tuần hoàn của nước. Con người lợi dụng điều này để khai thác năng lượng Mặt Trời gián tiếp từ nước bằng các nhà máy thủy điện. Tuy vậy nếu mưa kéo dài nhiều ngày thì do độ ẩm tăng cao thì lại gây cảm giác khó chịu. Nước mưa có phần giống như nước cất vì cũng là hơi nước ngưng tụ. Hơi nước từ mặt biển, sông, hồ… bốc lên nhập vào các tầng khí quyển, gặp lạnh ngưng tụ lại và rơi thành mưa. Nhưng nước mưa khác với nước cất ở chỗ là có chứa nhiều yếu tố hóa học vi sinh vật mà nước mưa đã hấp thụ suốt quá trình giao lưu trong khí quyển. Nước mưa rơi từ độ cao xuống sẽ hòa tan và tiếp xúc với các tạp chất trong không khí, vì vậy trong nước mưa có chứa nhiều bụi, vi khuẩn, các tạp chất hóa học vô cơ và hữu cơ. Lượng vi khuẩn và các tạp chất hóa học nhiều hay ít tùy thuộc vào mùa và từng vùng, từng khu vực.. Mặt khác, mưa càng nhiều, càng lâu, các vi khuẩn và tạp chất trong nước mưa càng ít. Xét nghiệm các mẫu nước mưa cho thấy hầu hết đều có vi khuẩn, kể cả nước mưa hứng giữa trời, nhiều mẫu nước mưa có vô số vi khuẩn khá cao, tương đương với nước giếng không sạch. Có nhiều nguyên nhân làm nước mưa chứa nhiều vi khuẩn là do khi rơi từ trên cao xuống đất, nước mưa hấp thụ nhiều tạp chất do các quá trình phân hủy ở mặt đất và do các khu công nghiệp thải ra hoặc mái nhà có nhiều bụi bẩn, bể chứa nước có nhiều rong rêu đóng lâu ngày. Nước mưa có tính axit nhẹ (độ pH khoảng từ 6,2 – 6,4) do khí Nitơ kết hợp với Oxy (nhờ các tia lửa điện của sấm sét) rồi kết hợp với nước thành axit Nitric, đồng thời cùng với nhiều loại axit khác do quá trình kết hợp trong lưu chuyển, vì thế nước mưa dễ gây nhiễm độc chì nếu ống dẫn nước, gáo múc và dụng cụ đựng nước có chất chì. Nước mưa là loại nước mềm vì không có các muối khoáng Ca, Mg nên độ hòa tan xà phòng kéo dài; nếu dùng nước mưa để giặt quần áo, rửa tay và rửa các dụng cụ với xà phòng đều không thích hợp vì tay sẽ bị nhờn rất lâu, muốn hết phải rửa sang loại nước khác. Đặc biệt, nhiều người thích dùng nước mưa để pha trà vì nước mưa không chứa những muối khoáng làm ảnh hưởng đến chất lương hương vị trà như muối Natriclorua, muối sắt, các muối sulphat, photphat… Tuy nhiên, nước mưa vẫn là nguồn nước tốt đối với những vùng chưa có nước máy, nước ngọt và không đào được giếng. Vì vậy, cần chú ý khi hứng nước mưa không nên hứng ngay từ những cơn mưa đầu tiên, ở những khu vực gần nhà máy, xí nghiệp thải nhiều hơi khói độc và bụi công nghiệp. Không chứa nước mưa trong các dụng cụ có chì hoặc sắt mạ kém (tole), bể chứa nước mưa phải cọ rửa thường xuyên và luôn có nắp đậy.   Khi dùng trong ăn uống, nước mưa phải được đun sôi như các loại nước khác. CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ CỦA VIỆC TẬN DỤNG NƯỚC MƯA 2.1 Các bể chứa nước mưa có thể cung cấp 29% nhu cầu nước Việc tạo nên nguồn nước cho chính chúng ta bắt đầu từ nỗ lực của chúng ta để dữ trự nước mưa. Như ở thành phố Tokyo,nếu tất cả các hộ gia đình hứng nước mưa thì tổng sức chứa sẽ là con số gây sửng sốt. Số lượng nhà ở Tokyo là khoảng 1.500.000 mái nhà có kích thước trung bình khoảng 60m2. Với lượng mưa trung bình hàng năm 1500 mm, lượng nước dự trữ là 60m2 * 1,5m(1500mm) * 1.500.000 nhà = 135.000.000 m3.
Cải thiện môi trường bằng cách cho nước thấm xuống lòng đất Việc cải thiện vấn đề môi trường có thể đạt được bằng cách sử dụng nước mưa hứng từ các mái nhà, cho nước mưa thấm trở lại vào lòng đất. Lụt lội trong thành phố sẽ được loại bỏ vì nước sẽ không đổ vào cống thoát nước ngay khi mưa xuống. Đồng thời nước thải chưa qua xử lý sẽ không được thải ra sông và biển qua cống thoát và các trạm bơm và làm cho môi trường sông và biển được bào vệ. Mực nước của nhiều sông trong thành phố giảm xuống trong mùa khô và thậm chí những cơn mưa nhỏ tạo nên những dòng suối lầy lội. Tuy nhiên nếu như cố gắng làm thấm nước mưa vào lòng đất thì nước ngầm sẽ trở nên dư thừa, các dòng suối sẽ được hồi sinh và một lượng nước sông thích hợp sẽ được duy trì. Một dòng chảy được duy trì đều đặn sẽ tăng cường chức năng tự lọc sạch của các dòng sông dẫn đến sự hồi sinh các dòng suối trong lành. Nhiệt độ không khí bên trên các mặt đường nơi nước mưa dễ thấm qua thấp hơn 30C so với mặt đường thông thường.
Sử dụng nước mưa đề bảo tồn nước ngầm Ở mỗi quốc gia, mục đích và cơ sở của việc tận dụng nước mưa thay đổi khác nhau. Ví dụ ở Đức, việc tận dụng nước mưa được đẩy mạnh để bảo tồn nước ngầm – nguồn nước cấp của thành phố. Có 2 loại nước ngầm. Loại 1 gọi là “nước ngầm tự do” (không hạn chế) nằm từ trong tần đất không thấm qua được đến độ sâu khoảng 30m dưới mặt đất. Loại thứ 2 gọi là “nước ngầm hạn chế” nằm ở tầng đất không thấm qua được có độ sâu 30-400m. Nước ngầm hạn chế được bơm lên cho hệ thống cấp nước của hầu hết các thành phố, tuy nhiên, bơm quá nhiều nước ngầm hạn chế sẽ làm cho nước ngầm tự do cạn kiệt và gây sụt lún đất. Nước ngầm hạn chế được tạo ra khi nước ngầm tự do được gìn giữ ở các tầng đất khó thấm qua và quá trình gìn giữ này diễn ra trong thời gian dài. Đó là lý do tại sao nước ngầm hạn chế có tên gọi “nước hóa thạch”. Cũng giống như vậy, chúng ta phải suy nghĩ về những cách thức hiệu quả để sử dụng nước ngầm hạn chế sao cho thế hệ tương lai cũng sẽ có nguồn tài nguyên nước của họ. Qua mùa khô bằng nước mưa dự trữ từ mùa mưa Ở cùng Andes Nam Mỹ, hiếm khi có mưa nhưng sương mù thường lơ lửng sát mặt đất. Một tấm chắn màu đen rộng 3600m2 được đặt để chắn sương mù và thu nước ngưng tụ. Bằng phương pháp này, tối đa có thể thu được 11m3 nước / ngày. Ở các vùng nông nghiệp miền Đông Bắc Thái Lan, không có sông lớn chảy qua. Do sự xâm thực của biển vào đất liền làm nước ngầm ở đây không uống được vì nhiễm mặn. Kết quả là ở khu vực này, người dân sử dụng nước từ rất lâu. Lượng mưa hằng năm vào khoảng 1300mm, nhưng vào mùa khô từ tháng 10 đến tháng 1 rất ít mưa. Nước mưa chỉ được hứng khi mùa mưa tới. Các bể chứa nước mưa dung tích 11m3, các vại chứa nước 0,6m3 và các bình chứa nước nhỏ hơn đã được sử dụng để dự trữ nước mưa.
CHƯƠNG 3 : CÁC THIẾT BỊ - CÔNG NGHỆ ỨNG DỤNG VÀ SỬ DỤNGNƯỚC MƯA 3.1 TẠI VIỆT NAM Việt Nam có lượng mưa trung bình nhiều năm là 1.940mm, với tổng lượng 640 tỷ m3/năm, là một trong những quốc gia có lượng mưa vào loại lớn trên thế giới (Theo Chiến lược quốc gia về tài nguyên nước đến năm 2020). Nếu có thể tận dụng được dù chỉ một phần nhỏ lượng nước khổng lồ mà thiên nhiên ban tặng sẽ góp phần bảo vệ nguồn tài nguyên nước quí giá cũng như giảm bớt chi phí sử dụng nước. 3.1.1 Lọc nước mưa bằng cảm ứng sinh học
Một hệ thống gồm nhiều xi lanh chứa khí O2 được đặt cố định vào bề chứa nước mưa, nếu phát hiện thấy nước ô nhiễm, hệ thống sẽ tự động vận hành quy trình lọc nước. Hệ thống này do các học sinh: Trương Ngọc Bội Khuyên, Võ Thị Huyền Dịu, Nguyễn Thị Hồng Nhung, lớp 11A3, trường THPT chuyên Lương Thế Vinh, thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai nghiên cứu, thiết kế. Cấu tạo của hệ thống gồm bộ phận chứa nước, hệ thống lọc nước và van cảm biến. Bình lọc nước ứng dụng phương pháp lọc cát, sỏi truyền thống, kết hợp với một số loại vật liệu mới. Mỗi loại nguyên liệu được chia thành một tầng với bề dày khác nhau, được tính toán sao cho có thể đạt hiệu quả cao nhất. Van cảm biến được thiết kế gồm nhiều xi lanh thủy tinh nhỏ chứa oxy, các pittong của xi-lanh tiếp xúc với vách ngăn trong ống nước, khi pittong đẩy lên sẽ đẩy vách ngăn cho nước từ bồn chứa chảy qua bể lọc. Em Trương Ngọc Bội Khuyên, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết: “Khi nước bị nhiễm bẩn, trong xi-lanh sẽ xảy ra sự phân giải hiếu khí của vi sinh vật và sự oxi hóa của các chất hữu cơ khiến cho thể tích khí tăng lên, áp suất tạo ra giúp đẩy pitton, van nước được mở ra và nước tràn qua bình lọc” Điểm sáng tạo của hệ thống này đó chính là việc tạo ra thiết bị nhận biết mức độ ô nhiễm của nước. Khuyên cho biết: “Để đưa vào ứng dụng, tùy theo từng địa phương và chất lượng nước sẽ có tính toán thiết kế thích hợp. Do các vật liệu nhóm nghiên cứu lựa chọn trong bình lọc nước là cát, sỏi và những vật dụng thông thường nên ít tốn kém”. Với sáng tạo này, nhóm nghiên cứu vừa được trao giải Ba, Cuộc thi quốc gia về “Cải thiện việc sử dụng và bảo vệ nguồn nước” lần thứ 6 (2008 - 2009). Hiện nhóm tiếp tục nghiên cứu để hệ thống có thể nhận biết được các chất ô nhiễm phức tạp hơn thay vì chỉ nhận biết được vi sinh vật và rác thải hữu cơ như hiện nay. 3.1.2 Hố ga thu nước mưa và ngăn mùi kiểu mới
Mưa xuống ngập đường, nắng lên mùi cống bốc nồng nặc, hiện tượng đó xảy ra thường xuyên phổ biến ở các đô thị Việt Nam mà nhất là các đô thị lớn. Nguyên nhân gây ra bốc mùi hôi là do hệ thống thoát nước thải sinh hoạt và nước mưa cùng lưu thông trong một hệ thống cống. Vì vậy rất khó ngăn trong việc xử lý chất thải và khí độc hại. Hố ga ngăn mùi kiểu mới là một thiết bị cấu tạo bằng bêtông cốt thép thành siêu mỏng, tuyệt đối chống thấm, chống ăn mòn, chống xâm thực, được đặt vào khoảng giữa hố thu và giếng thăm hiện có để ngăn mùi trong cống bốc lên. Sản phẩm có trọng lượng trung bình 500kg. Hiện nay, hệ thống thoát nước đô thị nói chung và các thành phố nói riêng là hệ thống thoát nước chung (bao gồm thoát nước mưa và nước thải). Hầu hết cửa thu nước mưa kiểu hàm ếch không đảm bảo ngăn mùi bốc ra từ các hố ga, đặc biệt là mùa khô, mùi hôi trong cống thoát ra (qua miệng thu nước mưa và nước thải) gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt, sức khỏe cộng đồng.Hệ thống ngăn mùi và hố ga thu nước kiểu mới đã khắc phục được những khó khăn nói trên. Không chỉ đáp ứng nhu cầu thoát nước mưa, hệ thống này còn ngăn không cho mùi hôi thối từ trong lòng cống bốc ra môi trường không khí, góp phần làm đẹp mỹ quan đô thị. Đây là lần đầu tiên sản phẩm này được áp dụng ở Việt Nam. Bởi từ trước đến nay tại các đô thị trên toàn quốc chỉ áp dụng một kiểu duy nhất đó là hệ thống ngăn mùi kiểu "cửa hàm ếch kết hợp với lưỡi gà", nên không ngăn được mùi từ hố ga bốc ra.  3.1.3 Làm hồ trữ nước mưa trên cát
Quy trình tạo hồ cát được thực hiện như sau: Hồ chứa đầy cát, sâu 2 - 3 m, đáy và thành hồ được xử lý bằng vật liệu chống thấm. Diện tích đào hồ cát tùy theo nhu cầu sử dụng và lượng mưa tại địa phương. Nếu nhu cầu là 100 m3 nước trong 1 năm và lượng mưa trung bình hàng năm là 1.660 mm (1,66 m) thì diện tích hồ cát phải đào là 60,24 m2 (100:1,66). Để chứa hết lượng nước mưa này hồ cát cần thể tích 300 m3. Tuy nhiên do một lượng nước được sử dụng bớt hàng ngày nên thể tích chứa chỉ cần khoảng 150 - 200 m3. Do đó độ sâu của hồ cát vào khoảng 3m. Để tránh sụt lở, thành hồ cát cần có độ nghiêng nhất định. Các bước thi công hồ cát: - Đào hồ cát (xem hình vẽ).
Trải vật liệu chống thấm nước lên đáy và thành hồ (nylon, hoặc các loại màng chống thấm khác). Đặt 4 đường ống lọc nước ở đáy để thu nước về trung tâm hồ. Đặt một thùng nhựa đã đục thủng đáy ở giữa trung tâm hồ (nhằm tạo giếng khai thác nước). Cho cát sạch vào đầy hồ. Rào chắn hoặc xây tường bao quanh hồ. TS. Nguyễn Bá Trinh cho biết, công nghệ “Trữ nước mưa trong hồ cát” mang tính ưu việt, tránh được sự thẩm thấu, nhiễm mặn, giảm chi phí dự trữ, khai thác triệt để tài nguyên nước mưa, góp phần giải quyết nguồn nước cho vùng biển, hải đảo. Công nghệ trữ nước mưa này cũng có thể áp dụng cho nhiều vùng khác với điều kiện có nguồn cát. Người dân có thể tự làm hồ trữ nước với quy trình đơn giản, thời gian sử dụng vài chục năm, chi phí chỉ vài triệu đồng tùy theo khối lượng nước trữ. Chất lượng nước dự trữ đáp ứng nhu cầu nước sinh hoạt (ăn, uống). Công nghệ này đã được áp dụng tại huyện đảo Cát Hải, Hải Phòng và sắp triển khai tại huyện ven biển Thạnh Phú, Bến Tre. 3.3.4 Trữ nước mưa trên đồi cát: Cây trồng đỡ “khát” trong mùa khô
Hồ lót HDPE Mô hình được bắt đầu triển khai từ giữa năm 2005 đến nay tại mô hình 4, trên quy mô 4 ha, đã hoàn thành xây dựng và đưa vào sử dụng 13 hồ thu trữ nước loại 20m3 (sức chứa hữu hiệu 17,5m3), phần trữ nước lót bằng vật liệu chống thấm HDPE 0,3mm, phần thu nước mưa là một tấm HDPE 7,1 x 7,1m trải phía trên mặt đất cạnh mép hồ tạo mái dốc để hứng nước mưa. 4 hồ loại 30m3 (sức chứa hữu hiệu 28m3) bằng ximăng - đất, với mô hình nông nghiệp trú ẩn có hàng rào dầu lai, cây neem (xoan chịu hạn), cây trôm lấy mủ, cây nông nghiệp được trồng các loại đậu, bầu bí, dưa hạt (tuỳ theo thời vụ) trên đồi đất cát. Kết quả kiểm tra cho thấy, các hồ thu trữ nước loại lớn 20m3 và 30m3 được triển khai xây từ năm 2005 và 2006 nay đang phát huy hiệu quả tốt, toàn bộ hồ được che đậy kín nên lượng bốc hơi không đáng kể. Cây trôm trồng trên đồi cát được tưới bổ sung trong mùa khô các năm 2006, 2007 phát triển tốt hơn hẳn vùng không có tưới. Trong mùa mưa, nhu cầu tưới bổ sung cho cây trồng thấp nên người dân thả cá nước ngọt. Đối với các hồ xây trong năm 2008 đã hoàn chỉnh khâu xây, trát, hiện nay người dân đang thực hiện khâu lợp mái để chống bốc hơi nước, các hồ mới xây gặp các cơn mưa cũng đã chứa được ½ hồ nước, sau khi súc hồ một số hộ dân đã sử dụng nước này tưới bổ sung cho mãng cầu mới ươm trồng. Các hộ dân ở đây cho biết, các dự án đã hỗ trợ 100% vật liệu đủ để xây và lợp mái hồ thu trữ nước. Ngoài ra,còn đầu tư hỗ trợ công kỹ thuật cho các khâu tô, trát để đảm bảo chất lượng công trình. TẠI NHẬT BẢN 3.2.1 Các kỹ thuật xử lý nước mưa và nước thải một cách tách biệt Nhật Bản được biết đến như là một trong những nước có nền kỹ thuật hiện đại bậc nhất trên thế giới với nhiều ứng dụng công nghệ rất thực tiễn, được đưa vào áp dụng trong cuộc sống rất hiệu quả. Không những thế, Nhật Bản còn là một trong những nước đi đầu về tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên, tái chế và xây dựng một cuộc sống thân thiện, bảo vệ môi trường. Cũng như Việt Nam, Nhật Bản là một nước có lượng mưa trung bình hằng năm rất cao vì thế việc ứng dụng khoa học công nghệ vào việc sử dụng triệt để nguồn nước mưa đã được Nhật Bản nghiên cứu từ rất lâu. Hơn hết là những công trình đó hoàn toàn có thể áp dụng tại Việt Nam, vì thế chúng ta hãy cùng xem và học tập từ nước bạn.
Muốn tận dụng nước mưa thì nước mưa và nước thải phải được xử lý riêng biệt. Một phần nước mưa đã sử dụng thoát vào các đường ống cống, một phần thấm vào lòng đất, một phần nữa sẽ được tái sử dụng. Lượng nước mưa tràn sẽ thấm trực tiếp vào lòng đất. Chỉ có nước nhiễm bẩn sẽ thoát theo các đường ống cống. Công nghệ này hoạt động như một hệ thống ống nước dựa trên nguyên tắc cơ bản là kỹ thuật đáp ứng nhu cầu sử dụng nước mưa, là công nghệ tích hợp theo các chức năng sau : Thu gom nước mưa từ mái nhà … Có bể chứa nước mưa … Phân loại nước mưa Cấp nước mưa tới các nơi dùng Có đường ống chảy tràn khi trời mưa lớn Có thể bổ sung bằng nguồn nước máy thành phố khi thiếu nước mưa Có thể tách nước mưa nhiễm bẩn khi trời bắt đầu mưa. 3.2.2 Hiện thực hóa tầm quan trọng của việc sử dụng nước mưa bằng cách sử dụng bơm tay.
Bơm tay vẫn hoạt động khi mất điện. Hơn thế nữa, mỗi lần bơm bằng tay là một lần gợi nhớ lại ý nghĩa của việc sử dụng nước mưa cũng như nhắc nhở phải tiết kiệm nước. Thậm chí loại bơm này có thể gây phiền hà nhưng lại có thể có giá trị hơn các loại bơm động cơ khác có thể cung cấp bao nhiêu nước theo ý muốn chỉ bằng cách mở vòi. Do đó bơm tay thủ công được khuyến khích sử dụng trong các hộ gia đình, đặc biệt là để giáo dục ý thức trẻ em. 3.2.3 Không bao giờ sao nhãng việc kiểm tra và làm sạch các dụng cụ chứa nước mưa.
1. Tại vùng thu gom – Rác rưởi và chất thải của động vật tại vùng thu gom nước mưa bao gồm cả trên mái nhà phải được làm sạch thường xuyên. Đặc biệt là trong mùa lá rụng, nên làm sạch thường xuyên để tránh sự tắc nghẽn đường ống dẫn. 2. Bể lọc, bể lắng, lưới lọc: Trong mùa khô, các bể lọc, bể lắng, phải được làm sạch hoàn toàn. Đối với bể chứa nước mưa đặt trên mặt đất, cặn lắng phải được loại bỏ bằng đường ống thải dưới đáy bể. Phía bên trong bể chứa phải được làm sạch từ một đến năm năm một lần phụ thuộc vào lượng cặn lắng. Cặn, rác mắc trên tấm lưới lọc nên được loại bỏ thường xuyên 3.2.4 Tận dụng nước mưa ( Ngấm nước xuống đất ( Tái nạp nước ngầm
Không chỉ nước mưa chảy tràn từ bể chứa mà cả nước mưa đã sử dụng cho các mục đích như rửa xe, giặt quần áo, lau chùi, làm mát cũng nên được đưa trở lại vào lòng đất. Đây là cách thức hoàn hảo trả dần nước cho các vùng dưới lòng đất ở xung quanh và làm tươi tốt cây cối. Nước thấm qua đất sẽ thúc đẩy quá trình tái nạp lại và tiết kiệm nước dưới đất, làm cho cây trồng tươi tốt và kiểm soát “hiện tượng đảo nóng” tại nhiều khu vực đô thị. Cũng có thể hy vọng việc ngấm nước mưa xuống đất sẽ giúp khôi phục lại các dòng suối đã bị khô cạn. Sử dụng nước mưa, làm cho nước mưa thấm xuống lòng đất, khôi phục nguồn nước ngầm và làm cây cối tăng trưởng. Khi nước mưa sử dụng cho mục đích vệ sinh, các công trình vệ sinh mà trong bể thiếu nước thì sẽ không được sử dụng. Điều cần thiết là phải bổ sung nguồn nước cấp thành phố và đảm bảo đủ lượng nước khi trời không mưa. Những công trình ứng dụng nước mưa với quy mô lớn được thiết kế có sử dụng nguồn nước bổ sung tự động của thành phố với van nổi hoặc gậy điều khiển bằng điện cực để kiểm soát van bổ sung nước khi mực nước trong bể thấp hơn mực nước quy định. Nước trong bể chứa cũng có thể được cung cấp một cách đơn giản bằng cách vặn mở van bằng tay khi cần thiết 3.2.5 Nước mưa thổi sức sống vào các trạm xăng
Hiện nay có hơn 50.000 trạm xăng trên toàn nước Nhật. Hầu hết tại các trạm này đều được trang bị các thiết bị rửa xe, với lưu lượng sử dụng khoảng 150 lít nước trên một đầu xe. Thêm vào đó, thiết bị rửa xe tại các trạm xăng hoạt động cả ngày, giặt khăn lau để lau các cửa sổ. Nước cũng được bơm tràn ra bề mặt của khu bơm xăng để tránh tích điện. Nói chung, tại tất cả các trạm bơm xăng, người ta dùng rất nhiều nước cấp thành phố. Tuy nhiên, lại có thể thu được rất nhiều nước mưa từ các mái che của các trạm bơm xăng. Việc sử dụng nước mưa ở các trạm xăng là rất hợp lý và rất thuận tiện cho việc xây dựng các hệ thống sử dụng nước mưa. Các sinh viên tại trường Đại học Khoa học của Tokyo đã được giao chuyên đề thực tập tốt nghiệp đầy thách thức về “Mưa mang lại không khí sống động ở các trạm xăng”. Điểm trọng tâm của chủ đề này là thiết kế việc sử dụng nước mưa ở các trạm xăng không chỉ cho mục đích sử dụng nước mưa để rửa xe và bơm tràn ra ngoài, mà còn làm cho khách hàng hay người qua lại có thể chiêm ngưỡng quang cảnh và âm thanh mưa rơi, không chỉ vậy mà cả cây cối, chim muông xung quanh cũng có thể tận hưởng được bầu không khí sống động này. Các sinh viên được tự do thiết kế giấc mơ của mình mà không bị hạn chế bởi bất cứ diều kiện nào. 3.2.6 Bể chứa nước đơn giản dùng cho hộ gia đình
Vấn đề khó khăn nhất để có thể khuyến khích sử dụng nước mưa ở quy mô các hộ gia đình là việc không bố trí được không gian cho bể chứa nước mưa và lượng nước mưa quá lớn. Khi xây dựng một ngôi nhà độc lập, thì nên xây bể chứa nước mưa bằng bêtông được gia cố chắc chắn đặt ngầm dưới lòng đất. Bể này cũng đóng vai trò như móng ngôi nhà mà không cần thiết phải thêm khoảng không hoặc thêm chi phí. Tuy nhiên nó có thể chứa nhiều nước mưa dùng vào việc tưới cây, dùng cho các công trình vệ sinh, rửa xe, hoặc dự phòng trong các trường hợp khẩn cấp. Trong một ngôi nhà đã có sẵn, thì có thể xây dựng bể chứa nước mưa hoặc mua một bể chứa làm sẵn đặt trong vườn hay cạnh lối ra vào của ngôi nhà. Tuy nhiên, do hạn chế về dung tích chứa được nên rất khó chứa được nhiều trong các bể loại này, do đó việc sử dụng nước mưa sẽ bị hạn chế. 3.2.7 Ngôi nhà do kiến trúc sư KIYOSHI SATO thiết kế
Đây là một căn nhà xây theo kiểu đứng độc lập từ năm 1987. Kể từ khi một số tạp chí và bài báo mô tả nét đặc trưng của ngôi nhà như một hình mẫu kiến trúc đi tiên phong trong việc ứng dụng hệ thống sử dụng nước mưa hoàn thiện. Ngôi nhà có bể chứa nước mưa ngầm dưới lòng đất với dung tích 40 m3 để thu nước mưa từ mái nhà. Nước mưa chủ yếu sử dụng để xả trong các công trình vệ sinh, và nếu đủ còn có thể dùng vào việc giặt giũ quần áo. Ngôi nhà nằm trong vùng lưu vực sông Shingashi – là một nhánh của sông Ara, thường xuyên bị ngập lũ khi trời mưa to. Vì vậy kiến trúc sư Kiyoshi Sato thiết kế ngôi nhà mới của mình, anh đã quyết định đặt một bể chứa nước mưa ngầm có dung tích lớn dưới lòng đất để có thể tận dụng luôn nước mưa ngay tại nhà và góp phần hạn chế lụt lội. Ngôi nhà này cho thấy rõ ý tưởng sử dụng nước mưa theo quy mô hộ gia đình. Ví dụ, anh ấy đã làm mát căn phòng bằng cách giăng các đường ống dẫn nước mưa ngay phía trên trần nhà. Nhiệt độ phòng khi đó có thể thấp hơn bình thường khoàng 30C. Khi nước mưa đi vào các đường ống, Sato cho rằng anh ấy vẫn cảm thấy dễ chịu thậm chí vào mùa hè ngột ngạt tại nước Nhật khi chỉ có thể dùng quạt điện. Anh ấy cũng làm mát ngôi nhà bằng cách đặt rải rác bể chứa nước trên mái nhà. Thêm vào đó, anh ấy đã lựa chọn hệ thống lọc tốt nhất để nước mưa có thể sạch hơn: đổ lớp đất khoảng 70 mm theo chiều rộng của máng thu nước trên mái hiên và đặt thiết bị lọc và lưới lọc trên đường ống dẫn nước vào bể chứa. Thông số Loại nhà: nhà xây dựng theo kiểu đứng độc lập: bêtông chịu lực (đối với tầng 1 & tầng 2), Gỗ ( tầng 3 trở lên ). Diện tích sàn : 130m2 Mục đích sử dụng : xả nước trong công trình vệ sinh, tưới cây, nước làm mát giúp điều hòa không khí. Diện tích vùng thu gom : mái nhà, 64m2 Bể chứa nước mưa : ngầm dưới lòng đất, dung tích 40m3. Ngày xây dựng : tháng 12 năm 1987 3.2.8 Ngôi nhà do giáo sư SUZUKI thiết kế
Đây là một ví dụ tốt nhất cho thấy cách thức thiết kế “hệ thống sử dụng nước mưa”. Nhiều thiết bị đã được đưa vào sử dụng trong ngôi nhà để đưa nước mưa vào phục vụ cuộc sống hàng ngày và trở nên thân thiện với những người sinh sống trong căn nhà. Công trình thiết kế bởi Nobuhiro Suzuki – giáo sư trường Đại học Khoa học Tokyo. Ông cũng là người nổi tiếng được biết đến như một kiến trúc sư đầu ngành, đặc biệt là trong việc kiến trúc khung cảnh ứng dụng nước mưa. Trước phòng khách ở tầng hai là cấu trúc panô bằng polycarbonate vừa được dùng như cửa sổ lấy ánh sáng mặt trời. Chúng ta có thể tận hưởng những hình mẫu rất thú vị do nước mưa chảy trên những tấm pano này. Trên ban công của tầng một là một hồ chứa nước mưa với một “vòi phun mưa” cỡ nhỏ đặt ở giữa hồ. Vòi phun sẽ tạo ra những gợn sóng lăn tăn và làm cho mặt hồ trở nên sống động, một chiếc ghế dài bằng tre đen cạnh hồ càng làm cho cảnh vật trở nên hài hòa. Hồ chứa này cũng như một nguồn cung cấp nước và là “hồ mặt trời” phun nước lên trên mái nhà và có tác dụng làm mát nhà bằng cơ chế bức xạ. Nước mưa chảy theo đường ống máng polyvinyl chloride đặt ngang qua ban công, sau đó chảy xuôi theo đường ống làm bằng thép không gỉ đặt phía ngoài từ hồ đến bồn chứa bằng đá ngay phía dưới ban công. Trẻ em nhà hàng xóm cũng có thể đùa nghịch nước và bồn chứa còn là nơi chim chóc dừng bay để uống nước. Nước chảy tràn từ bồn chứa bằng đá ngang qua phía trước cửa tạo thành thác nước nhỏ theo từng đợt. Sau đó dòng nước chảy xuống làm ướt những phiến đá trắng trong chiếc sân nhỏ bên trong. Sân đó có tác dụng như là nơi trữ nước tạm thời trong lúc trời mưa nặng hạt. Thông số Loại nhà : nhà đứng độc lập Vật liệu : Gỗ (tầng 1 & 2), bêtông chịu lực (móng nhà) Tổng diện tích sàn : 136m2 Mục đích sử dụng nước mưa : là nơi thư giãn tinh thần Kiểm soát môi trường : nước phục vụ cho mục đích không phải là nước sinh hoạt, khôi phục nước ngầm. Diện tích vùng thu gom nước mưa : mái nhà 64m2 ; bể chứa nước mưa: ban công 0,2m3 Thời gian khởi công : tháng 6 / 1989 CHƯƠNG 4 : KẾT LUẬN Có thể nói mưa chính là quà tặng mà thiên nhiên đã ban tặng cho chúng ta. Mưa rất gần gũi với sinh hoạt, đời sống của con người. Thậm chí, mưa cũng đi vào thơ ca, văn học hay các tác phẩm điện ảnh. Nhưng để có cái nhìn thật rõ về tầm quan trọng của nước mưa thì không phải ai cũng biết được. Vì thế mọi người thường lãng phí và không coi nước mưa. Ngày nay, môi trường đang là một vấn đề nóng hổi của nhân loại, cấp thiết cần được bảo vệ một cách chặt chẽ. Môi trường tài nguyên nước chính là một trong số đó. Theo dự báo, chỉ khoảng 1 thập kỷ nửa, con người sẽ thiếu nước trầm trọng, một phần vì bị ô nhiễm, còn một phần là do đã bị sử dụng quá lãng phí trong quá khứ. Vì thế, việc tận dụng nguồn nước mưa đã được nghĩ đến và ứng dụng thành công ở một số quốc gia, điển hình như Nhật Bản, Đức, Thái Lan … Việt Nam chúng ta là nước nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, lại có diện tích với bờ biển trải dài do đó lượng mưa hàng năm ở nước ta là rất lớn. Nước mưa thực chất từ lâu đã được bà con ta, đặc biệt là những vùng nông thôn sử dụng trong đời sống hàng này. Với khoa học kỹ thuật hiện đại ngày nay, thiết bị chúng ta phải đưa việc tận dụng nước mưa phổ cấp rộng rãi hơn và học tập từ thành quả của các nước bạn, ứng dụng đưa vào sử dụng tại Việt Nam. Nếu thực hiện được điều đó, sẽ là một bước đi thành công nhất định để chúng ta hướng tới một nền kinh tế vững bền, thân thiện với môi trường và sinh thái. TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình Môi trường học cơ bản – GS.TSKH Lê Huy Bá – NXB Khoa học tự nhiên 100 cách sử dụng nước mưa – Thư viện sách điện tử www.thiennhien.net www.tuoitre.com.vn www.thanhnien.com.vn