Mục lục
Thiết kế mạng lưới thoát nước mưa cho khu đô thị là một nhiệm vụ quan trọng nhằm đảm bảo an toàn, bền vững và hiệu quả trong quản lý nước mưa, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu và đô thị hóa ngày càng gia tăng. Tại Việt Nam, việc thiết kế này phải tuân thủ các quy định kỹ thuật quốc gia, cụ thể là QCVN 07-2:2023/BXD (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về Hệ thống công trình hạ tầng kỹ thuật – Công trình thoát nước) và TCVN 7957:2023 (Tiêu chuẩn quốc gia về Thoát nước – Mạng lưới và công trình bên ngoài – Yêu cầu thiết kế). Hai tiêu chuẩn này cung cấp các yêu cầu chi tiết và cập nhật nhằm đảm bảo hệ thống thoát nước mưa đô thị hoạt động hiệu quả, giảm thiểu ngập lụt và bảo vệ môi trường.
Bài viết này trình bày các lưu ý chính khi thiết kế mạng lưới thoát nước mưa cho khu đô thị, dựa trên các quy định trong QCVN 07-2:2023/BXD và TCVN 7957:2023, đồng thời nhấn mạnh các yếu tố kỹ thuật và giải pháp bền vững.
1. Tuân thủ quy hoạch và kế hoạch đô thị
- Yêu cầu: Hệ thống thoát nước mưa phải được thiết kế phù hợp với quy hoạch đô thị đã được cấp có thẩm quyền phê duyệt, theo QCVN 07-2:2023/BXD. Điều này đảm bảo rằng hệ thống thoát nước được tích hợp hài hòa với các công trình hạ tầng khác như giao thông, công viên, và khu dân cư.
- Lưu ý thực tế:
- Cần xem xét các kế hoạch phát triển đô thị trong tương lai để đảm bảo hệ thống có thể mở rộng hoặc nâng cấp khi cần thiết.
- Phối hợp với các cơ quan quản lý địa phương để đảm bảo tuân thủ quy hoạch và các quy định liên quan.
2. Sử dụng hệ thống thoát nước riêng cho nước mưa
- Yêu cầu (QCVN 07-2:2023/BXD): Đối với các khu đô thị mới hoặc đô thị phát triển, phải áp dụng hệ thống thoát nước riêng biệt cho nước mưa và nước thải sinh hoạt. Điều này giúp ngăn ngừa ô nhiễm từ nước thải sinh hoạt lan sang hệ thống thoát nước mưa và đảm bảo hiệu quả xử lý.
- Lưu ý (TCVN 7957:2023):
- Trong các khu dân cư nhỏ (dân số dưới 5,000 người), có thể sử dụng hệ thống thoát nước kết hợp đơn giản, như cống bê tông hộp, chủ yếu cho nước mưa hoặc nước thải sinh hoạt đã được xử lý sơ bộ qua bể tự hoại.
- Đối với hệ thống riêng, cần xem xét các biện pháp cải tiến trong tương lai để xử lý nước mặt bị ô nhiễm, như nước mưa ban đầu hoặc nước rửa đường.
3. Thiết kế mạng lưới thoát nước
- Yêu cầu kỹ thuật (QCVN 07-2:2023/BXD):
- Đường kính ống tối thiểu:
- Nước mưa hoặc hệ thống kết hợp: 300 mm cho khu dân cư, 400 mm cho đường phố.
- Nước thải: 150 mm cho khu dân cư, 200 mm cho đường phố.
- Vận tốc dòng chảy: Đảm bảo vận tốc tối thiểu để tự làm sạch ống, tránh tích tụ bùn đất. Đối với ống áp lực bùn, cần đảm bảo vận tốc tự làm sạch.
- Độ dốc tối thiểu:
- Kênh thoát nước ven đường: ≥ 0,3%.
- Ống dẫn: Dựa trên kích thước ống để đảm bảo vận tốc dòng chảy tối thiểu.
- Độ sâu chôn lấp:
- Khu vực không có phương tiện giao thông: 0,3 m.
- Khu vực có phương tiện giao thông: 0,5 m, với các biện pháp bảo vệ nếu nhỏ hơn.
- Vật liệu: Ống và giếng thăm phải bền vững, chống chịu môi trường xung quanh, và có khả năng vận chuyển nước với tổn thất thủy lực nhỏ nhất.
- Độ đầy ống: Đảm bảo không gian khí tối thiểu để thoát khí và xử lý lưu lượng vượt.
- Đường kính ống tối thiểu:
- Yêu cầu bổ sung (TCVN 7957:2023):
- Tính toán thủy lực:
- Bổ sung hệ số K điều chỉnh biến đổi khí hậu trong công thức tính cường độ mưa, đảm bảo cường độ mưa tính toán lớn hơn hoặc bằng tiêu chuẩn cũ.
- Bổ sung hệ số phân bố mưa β, áp dụng cho các khu vực có diện tích lưu vực lớn hơn 500 ha.
- Thời gian mưa t0 phải được tính toán bằng công thức, không được chọn trong khoảng 5-10 phút như tiêu chuẩn cũ.
- Hằng số khí hậu: Bảng tra các hằng số A, C, b, n đã được điều chỉnh, bao gồm cả tỉnh Bình Dương.
- Tính toán thủy lực:
- Lưu ý thực tế:
- Tính thủy lực mạng lưới thoát nước mưa để đảm bảo khả năng tải được lượng mưa tính toán
- Theo quy định trong TCVN 7957:2023, cần phải mô phỏng thủy lực 2 bước bằng sử dụng phần mềm mô phỏng thủy lực để đảm bảo tính chính xác trong thiết kế.
- Đối với các khu vực có địa hình phức tạp, cần áp dụng các biện pháp kỹ thuật để đảm bảo ổn định ống trên nền đất yếu.
| Thông số | Quy định | Lưu ý |
|---|---|---|
| Đường kính ống (nước mưa) | 300 mm (khu dân cư), 400 mm (đường phố) | Tính toán dựa trên lưu vực và cường độ mưa |
| Vận tốc dòng chảy | Tối thiểu để tự làm sạch | Phụ thuộc vào loại ống |
| Độ dốc kênh ven đường | ≥ 0,3% | Đảm bảo thoát nước hiệu quả |
| Độ sâu chôn lấp | 0,3 m (không giao thông), 0,5 m (có giao thông) | Áp dụng biện pháp bảo vệ nếu nhỏ hơn |
4. Thiết kế giếng thăm và giếng thu nước mưa
- Yêu cầu (QCVN 07-2:2023/BXD):
- Giếng thu nước mưa:
- Bố trí trên đường phố và quảng trường để thu gom toàn bộ nước mưa.
- Thiết kế dựa trên chu kỳ mưa theo QCVN 01:2021/BXD.
- Ống dẫn từ giếng đến giếng thăm có chiều dài ≤ 40 m, đường kính tối thiểu 300 mm, tùy thuộc vào diện tích lưu vực.
- Đáy giếng phải có bẫy cặn sâu ≥ 0,3 m với lưới chắn rác.
- Đối với hệ thống kết hợp, giếng phải ngăn mùi và không cản trở dòng chảy.
- Giếng thăm:
- Bố trí tại các điểm nối ống, thay đổi hướng, độ dốc, hoặc đường kính, và trên các đoạn thẳng để bảo trì.
- Kích thước:
- Đường kính ống ≤ 800 mm: Giếng tròn 1000 mm hoặc vuông 1000×1000 mm.
- Đường kính ống > 800 mm: Chiều dài 1200 mm, chiều rộng ≥ đường kính ống + 500 mm.
- Nắp giếng tối thiểu 600 mm (tròn), hoặc vuông/hình chữ nhật trong trường hợp đặc biệt.
- Cần thang truy cập nếu độ sâu > 1,2 m.
- Đáy giếng có khoảng lắng cặn sâu 0,3–0,5 m, với lớp chống thấm ≥ 0,5 m trên mực nước ngầm.
- Với các hố ga mở rộng bụng (có bố trí cổ hố ga) thì cần lưu ý chiều cao phần bụng hố ga tối thiểu là 1.8m
- Giếng thu nước mưa:
- Lưu ý thực tế:
- Đảm bảo giếng thăm dễ tiếp cận để bảo trì và vệ sinh định kỳ.
- Sử dụng vật liệu chống ăn mòn cho giếng ở khu vực có nước ngầm cao.
5. Bảo trì và vận hành
- Yêu cầu (QCVN 07-2:2023/BXD):
- Hệ thống thoát nước phải được bảo trì định kỳ để đảm bảo hoạt động theo thiết kế.
- Cần có kế hoạch vận hành và bảo trì rõ ràng, tuân thủ các quy định về an toàn và phòng cháy chữa cháy.
- Lưu ý thực tế:
- Lập lịch kiểm tra định kỳ cho giếng thăm, ống dẫn, và trạm bơm.
- Sử dụng công nghệ giám sát thông minh để phát hiện sớm các vấn đề như tắc nghẽn hoặc rò rỉ.
6. Các yêu cầu bổ sung từ TCVN 7957:2023
- Cập nhật tính toán thủy lực:
- Bổ sung hệ số K cho biến đổi khí hậu trong công thức tính cường độ mưa, đảm bảo hệ thống có khả năng xử lý các trận mưa lớn hơn trong tương lai.
- Điều chỉnh hệ số phân bố mưa β cho các lưu vực lớn (> 500 ha).
- Bảng tra các hằng số khí hậu A, C, b, n đã được cập nhật, bao gồm cả tỉnh Bình Dương.
- Thiết kế bền vững:
- Khuyến khích sử dụng các giải pháp xanh như vườn mưa, rãnh sinh học, và bề mặt thấm nước để quản lý nước mưa.
- Đảm bảo hệ thống có khả năng thích ứng với các thay đổi trong tương lai, như tăng dân số hoặc mở rộng đô thị.
- Vật liệu và công nghệ mới: TCVN 7957:2023 cập nhật các yêu cầu về vật liệu và công nghệ mới trong lĩnh vực thoát nước, như ống nhựa HDPE hoặc hệ thống xử lý nước thải sinh học.