Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2024. ISBN: 978-604-82-8175-5
508
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ THẤT THOÁT NƯỚC
HẠ TẦNG CHO MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC
NHÀ BÈ - TP. HỒ CHÍ MINH
Trần Đăng An, Lê Văn Tiến Hưng, Triệu Ánh Ngọc, Lê Công Chính
Trường Đại học Thủy lợi, email: antd@tlu.edu.vn
1. GIỚI THIỆU CHUNG
Hiện nay, các công ty cấp nước ở các nước
đang phát triển trong đó có Việt Nam đang
đầu tư nhiều nguồn lực để giảm thất thoát
nước trong hệ thống cấp nước đô thị nhằm
nâng cao hiệu quả hoạt động kinh doanh và
chất lượng dịch vụ cấp nước [1]. Do nguồn
lực hạn chế nên việc phân loại ưu tiên các khu
vực cấp nước (DMA) cần tiến hành các hoạt
động giảm thất thoát nước là rất quan trọng.
Để thực hiện điều này, đầu tiên cần đánh giá
được hiện trạng mức độ rò rỉ thất thoát nước
của các DMA trong mạng lưới cấp nước đô
thị dựa vào chỉ số thất thoát nước hạ tầng gọi
tắt là ILI [2]. Chỉ số ILI đo lường tỷ lệ giữa
lượng nước thất thoát thực tế hàng ngày hiện
tại và lượng thất thoát không thể tránh khỏi.
Chỉ số này cung cấp cái nhìn tổng quan về
hiệu quả quản lý rò rỉ của hệ thống, từ đó giúp
các nhà quản lý đưa ra các giải pháp tối ưu để
giảm thiểu thất thoát nước. Giá trị ILI càng
cao cho thấy mức độ rò rỉ càng nghiêm trọng,
và cần có biện pháp khắc phục nhanh chóng.
Do đó, nghiên cứu này sẽ tiến hành việc tính
toán, phân loại và đánh giá đặc điểm chỉ số
ILI trong mạng lưới cấp nước đô thị và áp
dụng nghiên cứu điển hình cho mạng lưới cấp
nước Nhà Bè, thành phố Hồ Chí Minh.
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Thu thập và xử lý số liệu
Khu vực nghiên cứu được lựa chọn là
mạng lưới cấp nước Nhà Bè, thành phố Hồ
Chí Minh như hình 1 sau đây.
Mạng luới cấp nước Nhà Bè đảm nhận cấp
nước cho 184,173 hộ, tương ứng với 698,208
người. Mạng lưới này có 120,159 km đường
ống cấp 1 và cấp 2 với 136,519 đồng hồ
khách hàng nằm trong tổng số 176 DMA.
Các số liệu được thu thập phục vụ cho tính
toán chỉ số ILI bao gồm số lượng các điểm
đấu nối, chiều dài tuyến chính (km), chiều
dài tuyến ống phân phối (km), và khoảng
cách từ tuyến dịch vụ tới điểm kết nối đồng
hồ khách hàng. Bên cạnh đó, các số liệu về
lưu lượng, áp lực và lượng nước thất thoát
được thu thập thống kê, xử lý và tính toán
cân bằng nước.
Hình 1. Sơ đồ phân vùng DMA mạng lưới
cấp nước Nhà Bè, TP. Hồ Chí Minh
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2024. ISBN: 978-604-82-8175-5
509
2.2. Tính toán chỉ số ILI
Chỉ số ILI là tỷ lệ giữa lượng nước thất
thoát hiện tại hàng năm (gọi tắt là CARL) và
lượng nước thất thoát thực tế hàng năm
không thể tránh khỏi (gọi tắt là UARL) của
một mạng lưới cấp nước. Dựa vào các số liệu
đã thu thập được chuẩn hóa, chỉ số ILI được
tính toán theo công thức dưới đây [2]:
CARL
ILI UARL
[1]
mcP
18 L 0.8 N 25 L
UARL .P
1000

(m3/ngày) [2]
mP
cc
LL
18 0.8 25
NN
UARL .P
1000




(m3/ngày/kết nối) [3]
P
RL
CARL T
(m3/ngày) [4]
Pc
RL
CARL TN
(m3/ngày/kết nối) [5]
trong đó: Lm là chiều dài tuyến ống truyền tải
và phân phối; Nc là số đồng hồ khách hàng
đấu nối; LP (km) là khoảng cách từ tuyến ống
dịch vụ tới đồng hồ khách hàng; RL là thất
thoát nước vật lý; TP là tổng thời gian khảo
sát; P là áp lực trung bình của hệ thống hoặc
của từng DMA.
Áp lực trung bình của từng DMA và của
hệ thống được xác định theo công thức [6] và
[7] dưới dây:
T
DMAi
t1
1
PPi,t
T
(m) [6]
N
HT DMAi i
i1
PPw

(m) [7]
trong đó: PDMAi là áp lực trung bình của
DMA thứ i; Pi, t là áp lực đo tại thời điểm t
của DMA thứ i trong thời đoạn quan trắc T;
PHT là áp lực trung bình của hệ thống; wi là
hệ số ảnh hưởng áp lực tại từng DMA lên áp
lực toàn hệ thống được xác định theo công
thức như sau:
i
c
Nc DMA
w N
cña tõng
Tæn
g
m¹n
g
l−íi [8]
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Áp lực trung bình
Kết quả tính toán áp lực cho mạng lưới cấp
nước Nhà Bè cho thấy rằng áp lực trung bình
tại các DMA dao động từ 8.5 đến 25.5 mH2O
với độ lệch chuẩn 3.2 mH2O. Áp lực trung
bình toàn bộ mạng lưới ở mức 16.6 mH2O.
Tuy nhiên, có sự phân bố không đồng nhất về
áp lực trên mạng lưới cấp nước, cụ thể áp lực
tại các khu vực đồng hồ tổng đầu vào có áp
lực tương đối cao khoảng 18.5 mH2O trong
khi đó càng cuối nguồn cấp áp lực giảm
xuống tới mức khoảng 8.5 mH2O, điều này
được giải thích do tổn thất dọc đường càng
tăng khi khoảng cách từ nguồn cấp tới điểm
cấp nước càng tăng. Ngoài ra, các khu vực có
mật độ điểm kết nối đồng hồ khách hàng cao
thì áp lực có xu thể giảm do tổn thất cục bộ
gia tăng tại các vị trí này.
3.2. Chỉ số ILI
Trong nghiên cứu này, mỗi DMA sẽ được
tính toán ILI riêng biệt và sau đó được phân
loại theo nhóm tiêu chuẩn của Hiệp hộị cấp
nước quốc tế (IWA)[3]. Quy trình này nhằm
mục đích phát hiện những điểm chung và
khác biệt giữa các DMA, từ đó đưa ra các
đánh giá chính xác và cơ sở vững chắc cho
việc đầu tư và cải tiến hệ thống. Kết quả của
quá trình phân loại cũng như tiêu chuẩn phân
loại sẽ được thể hiện chi tiết ở Bảng 1 và
được tóm tắt dưới đây. Kết quả tính toán cho
thấy rằng áp lực trung bình (P), số lượng
điểm kết nối (Nc), tổng chiều dài tuyến chính
(Lm), giá trị L
P và UARL giữa các nhóm
DMA có sự khác biệt không đáng kể. Tuy
nhiên, giá trị CARL có sự khác biệt rất lớn
giữa các nhóm DMA cụ thể nhóm A1 ở mức
15.6 m3/ngđ trong khi nhóm D ở mức 223.9
m3/ngđ gấp gần 15 lần. Điều này dẫn đến sự
khác biệt rõ ràng về chỉ số ILI của các nhóm
DMA. Trên cơ sở tính toán chỉ số ILI cho
từng DMA như Bảng 1, tiến hành tính toán
xác định chỉ số ILI trung bình có trọng số cho
toàn bộ mạng lưới cấp nước Nhà Bè đạt ở
mức 14 phân loại thành nhóm C.
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2024. ISBN: 978-604-82-8175-5
510
Bảng 1. Kết quả tính toán chỉ số ILI cho mạng lưới cấp nước Nhà Bè
Loại Số lượng DMA P Nc Lm LP UARL CARL ILI
A1 16 15.8 723 3.4 0.005 10.2 15.6 2
A2 18 15.0 668 3.8 0.005 8.8 30.9 4
B 33 15.4 891 5.3 0.005 12.8 83.2 7
C 53 15.3 882 5.4 0.005 13.0 148.6 12
D 27 13.3 549 5.4 0.005 7.1 223.9 41
3.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới chỉ số ILI
Chỉ số ILI của mạng lưới cấp nước bị ảnh
hưởng bởi các yếu tố liên quan hết sức phức
tạp như đặc điểm hạ tầng mạng lưới, điều
kiện địa chất và môi trường cũng như hiệu
quả quản lý vận hành giảm thất thoát nước
[4]. Kết quả tính toán và phân tích chỉ số ILI
đối với mạng lưới cấp nước Nhà Bè cho thấy
rằng yếu tố quyết định tới chỉ số ILI là đặc
điểm hạ tầng mạng lưới, đặc biệt là đặc điểm
đường ống (chất lượng, tuổi thọ và vật liệu
làm đường ống); điều kiện địa chất và môi
trường; hiệu quả của công tác quản lý thất
thoát nước. Quản lý tốt các yếu tố này giúp
cải thiện chỉ số ILI và hiệu quả sử dụng nước
khu vực nghiên cứu.
4. KẾT LUẬN
Nghiên cứu này đã tiến hành thu thập các
số liệu có liên quan đến mạng lưới cấp nước
từ đó tính toán xác định chỉ số ILI. Kết quả
tính toán cho thấy rằng chỉ số ILI trung bình
cho toàn mạng lưới cấp nước Nhà Bè là 14
thuộc nhóm C, trong khi đó chỉ có 34 DMA
được phân loại vào nhóm ILI tốt A1 và A2
chiếm khoảng 23% còn lại là các nhóm B,C
và D trong đó nhóm D chiếm tới 18%. Kết
quả nghiên cứu này cho thấy rằng để quản lý
hiệu quả thất thoát nước trong mạng lưới cấp
nước Nhà Bè thì cần tập trung vào các nhóm
DMA B,C và D trong đó ưu tiên nguồn lực
để giảm thất thoát nước ở nhóm D trước khi
tiến hành cho nhóm C và B.
4. TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] AbuEltayef, H., K. Alastal, and K.
AbuAlhin, A new approach to assess non-
revenue water and intervention prioritization
in water distribution zones by using
Geographic Information System technology.
Desalination and Water Treatment, 2023.
313: p. 216-226.
[2] Lenzi, C., et al., Infrastructure Leakage Index
Assessment in Large Water Systems. Procedia
Engineering, 2014. 70: p. 1017-1026.
[3] Liemberger, R., Recommendations for
Initial Non-Revenue Water Assessment in
Water Loss. 2010, IWA.
[4] Kızılöz, B., E. Şişman, and H.N. Oruç,
Predicting a water infrastructure leakage
index via machine learning. Utilities Policy,
2022. 75: p. 101357.