”Đem DRP đi chống ngập là không hiểu rõ bản chất và cơ chế gây ngập tại TPHCM”
Nguyễn Đăng Anh Thi (*)
(TBKTSG) – Trong bài báo Đề xuất chống ngập bằng hóa chất cho TPHCM(**), ông Đặng Vũ Trọng, Giám đốc kỹ thuật của SNF Canada, cho rằng “nhiều nước như Anh, Mỹ, Canada” đã dùng chất DRP “giảm ngập hiệu quả”. Thực hư thế nào?
Chống ngập cho TPHCM không có giải pháp tối ưu
TPHCM và đồng bằng sông Cửu Long liệu có bị xoá sổ 30 năm tới?
 |
| Ngập ở đường Nguyễn Hữu Cảnh, TPHCM. Ảnh: Thành Hoa |
Drag Reduction là gì?
Hơn 70 năm trước, một nhà khoa học Hà Lan tên là B.A Toms đã phát hiện ra việc bổ sung polymer vào một dòng chảy rối có khả năng làm giảm ma sát giữa chất lỏng và thành ống. Dòng chảy rối là một chế độ dòng chảy đặc trưng bởi những thay đổi hỗn loạn của áp suất và vận tốc dòng chảy. Trong dòng chảy rối, các xoáy rối không ổn định xuất hiện với nhiều kích cỡ khác nhau và tương tác với nhau, vì vậy ma sát giữa bề mặt lớp biên chất lỏng và thành ống tăng lên, tức là lực cản (drag) tăng lên.
Các chất làm giảm lực cản (Drag Reduction Agents – DRA) gồm bốn loại: polymer, chất rắn lơ lửng, phụ gia sinh học và chất hoạt động bề mặt. DRA được ứng dụng trong công nghiệp vận chuyển dầu khí bằng đường ống, khai thác dầu mỏ, hệ thống cấp nhiệt tập trung, phòng cháy chữa cháy, thủy lợi và thoát nước. Trong tự nhiên, người ta tin rằng một số sinh vật như cá heo và lươn có khả năng bài tiết một loại chất đặc trưng có thể làm giảm lực cản để chúng có thể bơi nhanh hơn.
Polymer, một hợp chất cao phân tử khi thêm vào chất lỏng đã làm giảm các xoáy rối, nhờ đó làm giảm ma sát, tức giảm lực cản và tăng vận tốc dòng chảy. Theo đó, DRP (Drag Reduction Polymer) được hiểu là polymer làm giảm lực cản dòng chảy. Trong thoát nước, việc thêm polymer làm giảm ma sát giữa nước và thành cống. Nhờ vậy, tốc độ dòng chảy tăng lên, làm giảm mực nước trong cống, từ đó hệ thống thoát nước không bị quá tải.
Thử nghiệm tại Whistler, Canada
Để xác thực thông tin mà ông Trọng cung cấp, tôi đã trao đổi với các đồng nghiệp đang quản lý hạ tầng tại các thành phố Vancouver, Richmond, Burnaby, New Westminster, Coquitlam, Langley và Whistler. Trừ thành phố Whistler mà ông Trọng dẫn ví dụ tại hội thảo, các thành phố khác chưa từng nghĩ tới hay áp dụng DRP để giảm ngập.
Ngay cả Whistler nay cũng không còn sử dụng DRP kể từ lần thử nghiệm tại Olympic mùa Đông 2010. Đặc biệt, đồng nghiệp tại Whistler còn gửi tôi link bài báo về thử nghiệm DRP do Công ty KWL thực hiện. Một phát hiện thú vị: tất cả những ví dụ về ứng dụng DRP tại các thành phố Bristol (Anh), Denver (Mỹ) và Whistler (Canada) mà ông Trọng nêu ra tại hội thảo đều lấy nguyên xi từ bài báo của KWL gần 10 năm trước.
Điểm đáng chú ý nhất: cả ba ứng dụng đều cho hệ thống thoát nước thải, không phải chống ngập từ nước mưa. Tôi xin tóm lược bài báo của KWL về thử nghiệm tại Whitsler để bạn đọc hình dung khả năng áp dụng DRP để chống ngập tại TPHCM là như thế nào.
Khu đô thị nghỉ dưỡng Whitsler là một trong những địa điểm tổ chức Olympic mùa Đông 2010, thuộc bang British Columbia, Canada. Hệ thống thoát nước thải sinh hoạt và hệ thống thoát nước mưa của Whistler hoàn toàn được tách riêng. Trong đó, hệ thống thoát nước thải sinh hoạt của thành phố được xây dựng để đáp ứng dân số thường xuyên là 10.000 người, tối đa 45.000 người kể cả du khách. Để so sánh, đó là số dân thường xuyên chưa bằng một nửa dân số trung bình một phường tại TPHCM.
Trong tám tuần diễn ra Thế vận hội, dự kiến lượng dân số tạm thời của thành phố có thể tăng lên tối đa 70.000 người. Khả năng xấu nhất là nước mưa cùng với nước từ tuyết tan có thể thẩm thấu vào các hố ga gom nước thải, kết hợp với lượng nước thải đang vượt công suất. Điều đó sẽ tạo ra áp lực lớn lên hệ thống thoát nước thải hiện hữu của Whisler. Do vậy, cần có giải pháp nhằm hạn chế khả năng phun trào nước thải lên mặt đường qua các hố ga, ngăn ngừa khả năng tạo ra ngập và ô nhiễm cục bộ.
Để nâng cấp hệ thống thoát nước thải đáp ứng 70.000 người, cần đầu tư thêm khoảng từ 1-5 triệu đô la Canada. Dĩ nhiên, đó không phải là một lựa chọn đầu tư khôn ngoan khi chỉ để đáp ứng năng lực thoát nước tạm thời trong vòng chưa đầy hai tháng.
Một giải pháp mà Whisler muốn thử nghiệm để thay thế, đó là dùng DRP để nâng cao năng lực thoát nước thải sinh hoạt. Trên toàn tuyến cống chính gom nước thải dài 9 cây số, Công ty tư vấn KWL xác định có khoảng gần 2 cây số tại năm vị trí khác nhau có thể bị quá tải cục bộ (xem hình). Toàn bộ cống có hình trụ tròn, kích thước cống từ 600-675 mi li mét.
Kết quả thực nghiệm tại hiện trường trong vòng hai năm trước Thế vận hội (điều kiện bình thường) và trong những ngày diễn ra Thế vận hội (điều kiện tăng nước thải) cho thấy việc thêm polymer vào trong nước thải đã giúp gia tăng khả năng thoát nước của hệ thống cống lên khoảng 20-30%. Điều này được ghi nhận qua việc tăng vận tốc dòng chảy và giảm mực nước trong cống.
Tuy nhiên, KWL cũng ghi nhận hiệu quả bổ sung polymer giảm khi đường kính cống tăng. Cụ thể, đường kính cống tại Bristol và Denver khoảng 300-600 mi li mét cho phép tăng khả năng thoát nước lên đến 40%, trong khi đường kính cống tại Whistler từ 600-675 mi li mét chỉ tăng khả năng thoát nước tối đa 30%. Điều đó cũng có nghĩa đường kính cống càng lớn thì lượng polymer phải càng lớn mới đạt hiệu quả tăng công suất kỳ vọng.
Hơn thế nữa, để việc thêm polymer vào nước thải thật sự hiệu quả, thành phố Whistler đã phải đầu tư các bồn chứa và bồn pha trộn hóa chất, trạm bơm định lượng hóa chất, lắp đặt thiết bị đo lưu lượng, mực nước, và đánh giá tác động môi trường về tiềm năng gây ảnh hưởng của polymer đến hoạt động của hệ thống xử lý nước thải. Ngoài ra, polymer phải được trộn đều trong nước thải bằng cách pha loãng với nước thải trong trạm bơm trước khi xả vào hố ga.
KWL tính toán chi phí vận hành khoảng 0,35 đô la Canada/mét khối, với công suất cống thoát nước thải từ 15.000-20.000 mét khối/ngày. Chi phí này phụ thuộc vào nhiều yếu tố, như loại polymer được sử dụng, thiết bị và mức độ hiện đại của thiết bị, kích thước – bề mặt – vật liệu – hình dạng của cống, cũng như chế độ định lượng được sử dụng, tức là chỉ dùng liều ở lưu lượng đỉnh hoặc dùng cả ngày.
Giải pháp dùng DRP tại Whistler được cho là có hiệu quả về chi phí để giải quyết bài toán tăng công suất thoát nước cục bộ và tạm thời trong tám tuần so với việc nâng cấp hệ thống cống thoát nước thải vĩnh viễn. KWL cũng khuyến cáo rằng DRP không phải là giải pháp hiệu quả lâu dài về chi phí. Sử dụng DRP chỉ khả thi về mặt kinh tế trong các hệ thống thoát nước đòi hỏi phải tăng công suất tạm thời hoặc định kỳ như trường hợp của Whister.
Không thể dùng DRP để chống ngập tại TPHCM
Như trên đã đề cập, thực nghiệm tại Whistler không phải là một thực nghiệm về chống ngập, mà đó là giải pháp tạm thời để ngăn ngừa khả năng quá tải hệ thống thoát nước thải sinh hoạt. Trong khi đó, ngập tại TPHCM xảy ra do mưa, do triều cường hoặc kết hợp cả hai.
Ngập tại TPHCM có tính chất kinh niên, không có tính thời vụ hay tạm thời như ở Whistler. Một thử nghiệm tại thành phố 10.000 dân trên hệ thống cống đồng bộ dài 9 cây số không thể nào đem áp dụng cho thành phố 10 triệu dân với hệ thống cống phức tạp trên 5.000 cây số. Đề xuất đem DRP đi chống ngập tại TPHCM là không hiểu rõ bản chất và cơ chế gây ngập tại thành phố này.
Không chỉ thế, dùng DRP không đơn giản chỉ quăng polymer xuống nước là xong, hãy nhìn hạ tầng hỗ trợ đầu tư và vận hành tại Whisler để đưa polymer vào nước thải để thấy. Dù chi phí đầu tư và vận hành có thể khác nhau, nhưng số liệu tham khảo 0,35 đô la Canada/mét khối (hay 6.300 đồng/mét khối) là cái giá còn cao hơn giá bán sỉ nước sạch tại TPHCM.
Chỉ tính riêng rốn ngập Nguyễn Hữu Cảnh với trận mưa 100 mi li mét trong ba giờ, lưu lượng trung bình 7.800 mét khối/giờ, giả sử thêm DRP có thể tăng năng lực thoát nước lên 30% thì đã tiêu tốn gần 150 triệu đồng mà hiệu quả chưa biết ra sao. Mà cả thành phố không chỉ riêng khu Nguyễn Hữu Cảnh bị ngập, còn hàng chục điểm khác như thế.
Hết chống ngập bằng lu đến chống ngập bằng hóa chất, trong khi không đi vào tìm hiểu và giải quyết nguyên nhân gốc rễ. Ngày nào vẫn còn tư duy ấy, thì “định luật bảo toàn về ngập” vẫn luôn đúng với không chỉ TPHCM mà còn các đô thị lớn: ngập không tự sinh ra và không tự mất đi, nó chỉ chuyển từ chỗ này sang chỗ khác.
(*) Canada
(**) https://vnexpress.net/thoi-su/de-xuat-chong-ngap-bang-hoa-chat-cho-tp-hcm-4029203.html
