Tổng quan nghiên cứu nguy cơ chất ô nhiễm xâm nhập vào ống cấp nước

KHOA HC K THUT THuhoahoiY LI VÀ MÔI TRuchoaNG uhoahoiuhoahoiuhoahoi - S 60 (3/2018) 150
THÔNG TIN KHOA H
C 
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU NGUY CƠ CHẤT Ô NHIỄM 
XÂM NHẬP VÀO ỐNG CẤP NƯỚC 
Phạm Thị Minh Lành1,3, Vũ Thị Vân Anh2, Phạm Hà Hải3 
Tóm tắt: Ô nhiễm nước cấp không chỉ do nguồn nước khai thác mà còn có thể phát sinh trên hệ 
thống phân phối nước, các chất ô nhiễm tồn tại bên ngoài môi trường đất có thể đi vào môi trường 
nước bên trong qua các điểm vỡ trên thành ống. Ngay cả khi khoảng cách giữa các đường ống cấp 
và thoát nước được đặt theo quy định, thì nguy cơ chất ô nhiễm trong dòng chảy rò rỉ từ mạng lưới 
thoát nước sang ống cấp nước vẫn có thể xảy ra khi tồn tại điểm vỡ và áp suất âm trong ống cấp 
nước. Tổng hợp các kết quả công bố trước đây, phân tích và đánh giá dựa trên ba yếu tố nguy cơ 
ống vỡ, áp suất âm xuất hiện trong pha âm của hiện tượng nước va và nguồn ô nhiễm từ cống thoát 
nước, từ đó đề xuất hướng tiếp cận nghiên cứu nguy cơ ống cấp nước bị chất ô nhiễm xâm nhập là 
nội dung bài báo sẽ trình bày. 
Từ khóa: Ô nhiễm nước cấp, cống thoát nước thải, ống cấp nước, áp va âm, chất ô nhiễm, dòng chảy rò rỉ. 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ,13 
Nước sạch là một trong những nhu cầu cơ bản 
nhất của cuộc sống con người. Tuy nhiên, vấn đề 
cung cấp nước không đảm bảo chất lượng đến 
người dân vẫn đang diễn ra và chưa có biện pháp 
kiểm soát hiệu quả. Từ năm 1974-2001, các dịch 
bệnh do nguồn nước uống đã xảy ra từ Bắc Mỹ đến 
Tây Âu, mặc dù những nước này có nền kinh tế 
giàu có và công nghệ xử lý hiện đại. Nổi bật như sự 
cố ô nhiễm nước uống ở Chicago-Mỹ năm 1933 
làm cho 1409 người mắc bệnh lị trong đó 98 người 
đã tử vong; tại Walkerton, Canada năm 2000 có 
2300 người bị viêm dạ dày trong đó 7 người tử 
vong do uống phải nước bị ô nhiễm, tiêu tốn 64,5 
triệu đô la của chính phủ, người dân phải sử dụng 
nước đóng chai trong 6 tháng sau đó vì mất niềm 
tin vào chất lượng nước cấp (Hrudey et al., 2003). 
Qua đây cho thấy luôn tồn tại nguy cơ xảy ra ô 
nhiễm trong hệ thống phân phối nước (HTPPN) và 
ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người tiêu thụ. 
2. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ CHẤT 
Ô NHIỄM XÂM NHẬP VÀO ỐNG CẤP 
NƯỚC 
Thực trạng cho thấy nước sạch bị ô nhiễm có 
1Khoa Kỹ thuật Xây dựng, ĐH Bách Khoa Tp. Hồ Chí Minh 
2Khoa Khí tượng Thủy văn, ĐH Tài Nguyên và Môi Trường 
3Khoa Kỹ thuật Đô thị, ĐH Kiến Trúc Tp. Hồ Chí Minh 
thể xuất hiện tại bất kỳ vị trí nào trên hệ thống phân 
phối và không được dự báo trước, tuy nhiên 
nguyên nhân gây ô nhiễm thì có thể phân thành hai 
loại chính, một là tác động bên ngoài vào hệ thống, 
hai là bản thân bên trong đường ống sinh ra. Trên 
các hệ thống với nhiều điểm kết nối, chuyển hướng 
và các trạm bơm cục bộ, ở những vị trí này rất dễ 
xảy ra sự cố làm cho nguồn nước không sạch ở bên 
ngoài có thể xâm nhập hệ thống (Payment et al., 
1991). Nước từ hệ thống thoát nước hoặc nước 
ngầm bị ô nhiễm có thể được hấp thụ vào hệ thống 
ống dẫn nước sạch. Áp suất thấp trong ống kết hợp 
với lưu lượng dòng chảy nhỏ cũng tạo điều kiện 
cho vi sinh vật gây bệnh vào hệ thống. Chưa nói 
đến sự cố các đường ống bị hỏng trong quá trình 
xây dựng, đây là lợi thế cho rất nhiều vi khuẩn vào 
hệ thống. Ngoài ra nếu đường ống phân phối không 
được sửa chữa và bảo dưỡng định kì, hàm lượng 
Clo dư trong nước sẽ thực hiện phản ứng oxy hóa 
khử tạo ra một lượng cặn nhất định gây lắng đọng 
trong hệ thống đường ống làm cho nước bị ô nhiễm 
(Yamini and Lence, 2010). 
Thu thập các số liệu liên quan tới sự kiện ô 
nhiễm nước uống, tác giả Lindley đã thống kê được 
các nguyên nhân dẫn đến ô nhiễm như Bảng 1.Kết 
quả nghiên cứu cho thấy ô nhiễm xảy ra nhiều nhất 
tại các điểm nút kết nối và xi phông chảy ngược 
(53,1%), bên cạnh đó, nguyên nhân chủ yếu dẫn đến 
KHOA HC K THUT THuhoahoiY LI VÀ MÔI TRuchoaNG uhoahoiuhoahoiuhoahoi - S 60 (3/2018) 151
chất lượng nước trong ống không đảm bảo là do 
nguồn ô nhiễm bên ngoài xâm nhập vào. Tác giả 
đưa ra hai điều kiện để nguồn ô nhiễm có thể đi vào 
trong ống cấp nước là do sự dao động áp suất và 
xuất hiện con đường xâm nhập (Lindley and 
Buchberger, 2001). Đồng thời, tác giả cũng mô 
phỏng các dữ liệu thủy lực mạng lưới để ước lượng 
vị trí xuất hiện áp lực thấp. Phân tích các điều kiện 
của ống và các dữ liệu trong quá khứ để đề xuất các 
khu vực có khả năng xuất hiện vỡ ống cao từ đó xác 
định nguồn gây ô nhiễm (ống thoát nước hay bể tự 
hoại bị vỡ) ở những vị trí này. Nghiên cứu đã 
ước lượng về mặt không gian các khu vực có 
khả năng xuất hiện ô nhiễm từ các dữ liệu thu 
thập được nhưng chưa đi sâu phân tích các điều 
kiện cụ thể tại một điểm ô nhiễm như khu vực 
ống có khả năng ảnh hưởng bởi nguồn ô nhiễm, 
khoảng cách nguồn ô nhiễm đến điểm vỡ, đặc 
điểm dòng chảy ô nhiễm ở trong đất. 
Bảng 1. Những hỏng hóc trên đường ống cấp nước gây bùng phát dịch bệnh ở Mỹ 
từ năm 1971 đến 1998 (Lindley and Buchberger, 2001) 
Nguyên nhân gây ô nhiễm Số lượng 
sự kiện % 
Con đường 
xâm nhập 
Áp lực 
bất lợi 
Nguồn chất 
ô nhiễm 
Tại nút và xi phông chảy ngược 60 53,1 x x x 
Khoảng cách giữa đường ống nước cấp và 
nước thải 1 0,9 x x x 
Nứt bể ống nước 10 8,8 x x x 
Ô nhiễm trong bể chứa 15 13,3 x x 
Ô nhiễm trong quá trình xây dựng/sửa chữa 6 5,3 x x 
Ô nhiễm từ ống cấp nước trong nhà 8 7,1 x 
Ăn mòn kim loại 13 11,5 x 
Tổng 113 100 
Khác với nghiên cứu mang tính định lượng của 
tác giả Lindley tác giả Boyd tiếp cận theo phương 
pháp định tính đã tiến hành thí nghiệm để mô 
phỏng sự xâm nhập trong điều kiện thủy lực thay 
đổi (Boyd et al., 2004). Thí nghiệm gồm một 
đường ống có hai điểm vỡ đường kính khác nhau 
và đặt trong môi trường có chứa chất ô nhiễm, kết 
quả thí nghiệm cho thấy khi xuất hiện giá trị áp 
lực âm lớn dù chỉ trong thời gian một giây thì chất 
ô nhiễm vẫn đi vào môi trường nước bên trong và 
với những ống có đường kính lớn hơn thì lưu 
lượng chất ô nhiễm đi vào nhiều hơn. Kết quả 
nghiên cứu cho thấy một chất ô nhiễm tồn tại bên 
ngoài ống cấp nước sẽ xâm nhập vào môi trường 
nước qua điểm vỡ khi áp suất thấp/âm xuất hiện 
trên đường ống, vậy nguy cơ nước trong ống bị ô 
nhiễm sẽ được đánh giá theo ba yếu tố này. 
2. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU NGUỒN Ô 
NHIỄM 
Tác giả Karim (Karim, Abbaszadegan and 
Lechevallier, 2003) đã khẳng định ô nhiễm phân 
của động vật máu nóng luôn tồn tại ngay bên 
ngoài đường ống. Nghiên cứu tiến hành thí 
nghiệm 66 mẫu đất và nước ngay sát đường ống 
phân phối nước, lấy tại 8 vị trí của 6 bang ở nước 
Mỹ. Kết quả cho thấy nửa số mẫu thu được đều có 
sự hiện diện của vi khuẩn coliform và coliform 
phân; Bacillus tìm thấy trong hầu hết các mẫu; 
56% mẫu dương tính với virus (chủ yếu là 
enterovirus-chủng vắc xin của sốt bại liệt), virus 
rối loạn tiêu hóa và viên gan A cũng được phát 
hiện. Mặc dù tiêu chuẩn đã quy định về khoảng 
cách giữa đường ống cấp nước và các công trình 
khác (móng công trình, ống thoát nước, hố ga,) 
nhưng trong điều kiện cống thoát nước bị vỡ, các 
vi sinh vật có thể di chuyển một quãng đường dài 
trong khoảng thời gian ngắn và trở thành nguồn 
lây nhiễm sang những đường ống cấp nước đi qua 
khu vực này. 
Các chất ô nhiễm có thể tồn tại trong khí 
quyển, môi trường không khí, từ dòng chất thải 
sinh ra do hoạt động của sinh hoạt hoặc sản xuất 
của con người. Sau khi thấm vào đất với một nồng 
độ nhất định sẽ lưu lại trên bề mặt hạt đất (khi gặp 
dòng chảy thích hợp các vi sinh vật sẽ tách ra và 
tiếp tục di chuyển trong môi trường đất); hoặc nếu 
KHOA HC K THUT THuhoahoiY LI VÀ MÔI TRuchoaNG uhoahoiuhoahoiuhoahoi - S 60 (3/2018) 152
gặp tầng nước ngầm sẽ phát tán nhanh theo dòng 
chảy và có khả năng tồn tại rất lâu bên trong dòng 
chảy (Besner, Prévost and Regli, 2010). Như vậy, 
nguồn ô nhiễm được phát sinh tự nhiên do ống 
thoát nước bị vỡ, mực nước ngầm nằm cao hơn 
điểm ô nhiễm trong đất, hoặc các dòng chảy ô 
nhiễm từ trên mặt đất đi xuống (Besner, Prévost 
and Regli, 2010). Ngoài ra còn một nguồn gây ô 
nhiễm khác hay được đề cập tới trong thời gian 
gần đây đó là hành động gây ô nhiễm có chủ ý của 
con người (Payment et al., 1991) (gây nứt vỡ 
đường ống, làm hỏng các mối nối trên mạng phân 
phối,..), đóng ngắt mạng lưới làm gián đoạn quá 
trình cung cấp nước hoặc đưa các chất ô nhiễm 
hữu cơ vào mạng lưới. 
Trong nhiều năm các rò rỉ từ hệ thống thoát 
nước đã bị bỏ qua trong quá trình vận hành thực 
tế, có nhiều nghiên cứu về dòng chảy rò rỉ từ cống 
thoát nước nhưng kết quả lại không công bố rộng 
rãi, vậy nên nguồn tài liệu tham khảo về vấn đề 
không nhiều. Các kết quả công bố tập trung vào 3 
vấn đề chính sau: (1) Khẳng định dòng chảy rò rỉ từ 
hệ thống thoát nước có chứa các chất ô nhiễm và 
gây nguy cơ ô nhiễm nguồn nước ngầm; (2) Xác 
định phương trình biên dòng thấm; (3) Mô phỏng 
diện tích lưới thấm. Sau một thời gian làm việc, ống 
thoát nước bị hư hại và sinh ra dòng thấm rò rỉ ra 
ngoài môi trường đất (Wolf et al., 2004), vị trí hư 
hại có thể trên thành ống dẫn hoặc tại các điểm đấu 
nối (Reynolds and Barrett, 2003)nhưng nhìn chung 
đều chứa các chất ô nhiễm có khả năng làm ô nhiễm 
nguồn nước ngầm trong khu vực, đặc biệt là những 
ống dẫn nước thải công nghiệp. Trong trường hợp 
mực nước ngầm cao, dòng thấm này nhanh chóng đi 
qua các lỗ rỗng và phát tán ra xung quanh, trong quá 
trình di chuyển dòng thấm bị giảm vận tốc do ma sát 
với hạt đất và giảm lưu lượng do thể tích lỗ rỗng 
giữa các hạt đất, hình thành nên biên thấm (Harr, 
1990). 
Hình 1. Ống cấp nước đi dưới cống thoát nước ở đô thị Tp. Hồ Chí Minh 
Theo quy định hiện hành, khoảng cách tối thiểu 
giữa ống cấp nước và thoát nước đô thị là 0,5-1m, 
tuy nhiên ngoài thực tế khi cải tạo, mở rộng mạng 
lưới cấp nước vẫn có trường hợp phải luồn ngay 
phía dưới ống thoát nước và không đảm bảo 
khoảng cách như quy định như Hình 1. Khi nước 
trong cống thoát nước rò rỉ ra ngoài thì khoảng 
cách này có an toàn và đảm bảo các chất ô nhiễm 
trong nước thải không xâm nhập vào đường ống 
cấp nước, đây là vấn đề cần xem xét trong quá trình 
quản lí. Hệ thống thoát nước trong các đô thị Việt 
Nam chủ yếu là hệ thống chung giữa thoát nước 
mưa, thoát nước thải nên thành phần ô nhiễm 
không chỉ là chất bẩn từ nước thải sinh hoạt, nước 
mưa mà còn có một phần chất thải rắn từ bề mặt đô 
thị bị trôi xuống cống. Khả năng ô nhiễm từ hệ 
thống thoát nước có thể xếp thành 3 loại: virus,vi 
khuẩn, động vật đơn bào được tóm tắt như Bảng 2. 
Các chất ô nhiễm trong nước thải đưa đến hậu quả 
bệnh tật có khả năng ảnh hưởng trực tiếp đến tính 
mạng con người (Thảo, 2010). 
Bảng 2. Các chất ô nhiễm trong nước thải đô thị (Reynolds and Barrett, 2003) 
Chất ô nhiễm Gây bệnh 
Virus 
Astrovirus; Calicivirus Tiêu chảy 
Poliavirus Bại liệt 
Coxsackievirues; Echoviruses Nhiều bệnh 
Hepatitis A virus Viêm gan 
KHOA HC K THUT THuhoahoiY LI VÀ MÔI TRuchoaNG uhoahoiuhoahoiuhoahoi - S 60 (3/2018) 153
Hepatitis E virus Sinh ra virus viêm gan 
Norwalk-Like viruses Tiêu chảy 
Rotavirus nhóm A, B Tiêu chảy 
Vi khuẩn 
Campylobacter jejuni Tiêu chảy 
Enterohaemorrhagic Viêm đại tràng xuất huyết 
Escherichia coli Tiêu chảy 
Salmonellae Tiêu chảy, sốt thương hàn 
Shigellae Mụn cơm 
Vibrio cholerae Tả 
Động vật đơn bào 
Các loại crytosporidium Nhiễm ký sinh trùng crypto 
Entamoeba histolytica Lỵ Amip 
Giardia lamblia Nhiễm Giardia 
3. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ỐNG CẤP 
NƯỚC BỊ VỠ 
Đa số các đường ống cấp nước trong đô thị đều 
được đặt dưới mặt đường hoặc vỉa hè nên khi xảy 
ra vỡ như Hình 2, một lượng nước đáng kể di 
chuyển ra khỏi đường ống mà không được phát 
hiện kịp thời. Mỗi ngày, các công ty cấp nước đều 
ghi nhận các sự cố vỡ trên tuyến ống đặc biệt là các 
tuyến ống dịch vụ và vẫn tốn thêm chi phí để rò tìm 
điểm vỡ trên các tuyến ống cấp I, II. 
Hình 2. Một số hình ảnh vỡ ống cấp nước trên mạng lưới 
Bỏ qua những sai sót trên sản phẩm cũng 
như quy trình thi công thì nguyên nhân dẫn đến 
vỡ trong quá trình làm việc là do ăn mòn từ 
môi trường đất bên ngoài cũng như môi trường 
nước trong ống. Chiều sâu vết ăn mòn được 
xác định theo biến đại diện là thời gian ống làm 
việc (Sadiq, R.; Rajani, B. B.; Kleiner, 2004) 
Bên cạnh đó đặc điểm cơ học của vật liệu; lỗi 
do nhà sản xuất; kỹ thuật thi công sai; vị trí đặt 
ống cũng có ảnh hưởng nhất định tới giá trị này 
(Seica, Packer and Asce, 2004).. Tuy nhiên, 
tuổi thọ ống dẫn không chỉ giảm do ăn mòn của 
môi trường mà bản thân vật liệu ống cũng thay 
đổi khả năng chịu lực dưới tác dụng của tải 
trọng phát sinh từ môi trường ống làm việc 
như thiên tai, động đất hoặc các sự kiện ngẫu 
nhiên và dao động của giá trị áp suất bên 
trong dẫn (Rezaei, Ryan and Stoianov, 2015). 
Ngoài ra các đại lượng đặc trưng để phân loại 
năng lực làm việc của ống dẫn còn có đường 
kính, chiều dài, vật liệu và khu vực đặt ống 
(Bubbis, 1948). 
Để xác định được tỉ lệ ăn mòn trên các ống 
thực tế rất khó để thực hiện nên các nghiên cứu 
hiện nay mới dừng ở hai vật liệu là ống gang và 
ống thép. Bên cạnh đó, đa số các đường ống cấp 
nước được chôn dưới mặt đất nên chi phí lấy mẫu 
sẽ rất tốn kém, các mẫu ống thường chỉ khảo sát 
trên một tuyến đường như vậy tính chất đại diện 
của mẫu nghiên cứu chưa cao. Vậy nên kết luận 
về vỡ ống do ăn mòn hay không phải do ăn mòn 
cần phải được nghiên cứu nhiều hơn trong tương 
lai. Thông số đại diện cho ăn mòn là độ tuổi ống 
dẫn đã được chứng minh là có mối tương quan 
giữa tuổi ống và khả năng xuất hiện vỡ, không 
những thế những ống vỡ sớm thì tuổi thọ ống dẫn 
sẽ ngắn hơn những ống vỡ muộn hơn. Đường kính 
ống dẫn, áp suất làm việc yếu tố vật liệu ống, môi 
trường làm việc và vị trí đặt ống quan trọng hơn là 
độ tuổi khi xem xét khả năng vỡ. 
KHOA HC K THUT THuhoahoiY LI VÀ MÔI TRuchoaNG uhoahoiuhoahoiuhoahoi - S 60 (3/2018) 154
4. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ÁP SUẤT 
ÂM TRÊN ỐNG CẤP NƯỚC 
Áp suất âm thường xuất hiện trong pha âm của 
hiện tượng nước va trên ống cấp nước. Trong quá 
trình vận hành HTPPN, hiện tượng nước va trên 
đường ống thường xuất hiện do bơm bị ngắt điện 
đột ngột hoặc đóng mở van trên đường ống (Jung 
et al., 2007). Trong mạng lưới cấp nước, số lượng 
van trên đường ống lớn hơn rất nhiều so với số 
lượng trạm bơm, vì vậy quản lý được hiện tượng 
nước va lan truyền trên mạng do đóng van tương 
đối phức tạp(Mays, 1999). Bên cạnh đó, hiện tượng 
đóng mở bơm gây ra nước va có cường độ lớn nên 
thường được kiểm soát rất chặt chẽ, nhưng nước va 
do đóng van thường nhỏ hơn nên đôi khi bị bỏ qua 
trong quá trình vận hành mạng lưới. Tuy nhiên, ảnh 
hưởng của nước va do đóng van bao trùm rộng hơn 
vì dòng chảy lan truyền trên hệ thống đường ống, 
còn với trường hợp ngắt bơm chỉ ảnh hưởng trong 
khu vực đầu mạng lưới. Vậy nên cần nghiên cứu 
nhiều hơn về khả năng xuất hiện nước va âm do 
đóng van trên đường ống. 
Các nghiên cứu điển hình về nước va trong thời 
gian từ năm 1977 đến năm 2015. Mô hình toán đã 
được sử dụng để mô phỏng hiện tượng nước va 
trong hệ thống đường ống đơn giản bằng các 
phương pháp khác nhau, như phương pháp hình 
học, phương pháp đặc trưng hoặc bằng phương 
pháp số. Tác giả Wylie đã tính toán nước va trong 
ống đơn giản bằng phương pháp đặc trưng và 
phương pháp hình học (Wylie and Streeter, 1977). 
Sử dụng ngôn ngữ lập trình FORTRAN tác giả đã 
đưa ra một số ví dụ trên ống có đường kính thay 
đổi hoặc không đổi, rẽ nhánh hoặc ống thẳng. Nội 
dung tài liệu đưa ra có tính thực tiễn cao và dễ dàng 
áp dụng để phát triển lập trình cho các mạng lưới 
đường ống phức tạp hơn. 
Nghiên cứu của Dídia Covas đã đánh giá mức 
độ ảnh hưởng của hệ số tổn thất qua van, tính chất 
vật lý của nước, hệ số tổn thất trên thành ống tới độ 
lớn của áp va qua mô hình toán và mô hình thí 
nghiệm (Dídia Covas; et al., 2005). Thử nghiệm 
cho thấy các thông số cơ học của vật liệu ống khi 
làm việc trong hệ thống ống dẫn chỉ mang tính 
tương đối, yếu tố ảnh hưởng nhiều hơn tới áp va là 
vị trí của ống trên mạng lưới cũng như lịch sử thay 
đổi ứng suất và biến dạng của đường ống. Tuy 
nhiên, kết quả chưa được kiểm chứng trên HTPPN 
thực tế cũng như đánh giá cụ thể khu vực ảnh 
hưởng của áp va trên toàn hệ thống.. Nhưng khi xét 
tới các hệ số nhám thành ống, tính chất cơ học của 
vật liệu, tính chất vật lý của nước đều ảnh hưởng 
nhiều tới hiện tượng áp va trong ống có áp sẽ làm 
cho bài toán nước va phức tạp hơn và khó giải 
quyết bằng ngôn ngữ lập trình đơn giản. Đặc biệt là 
trong các nghiên cứu chỉ xét đến độ lớn áp va pha 
dương bỏ qua giá trị áp va âm và không quan tâm 
tới độ lớn cũng như những ảnh hưởng do áp va âm 
gây ra. 
M. A. Bouaziz (Bouaziz et al., 2014) đánh giá 
tác động của áp va tới thành ống dẫn khi đóng van 
trên ba đoạn ống nối tiếp trong trường hợp có bơm 
và không có bơm, so sánh kết quả cho thấy trong 
trường hợp có bơm giá trị áp va dương tăng từ 30% 
đến 40% và có khả năng phá hủy cấu trúc ống dẫn. 
Tiếp nối nghiên cứu của M. A Bouaziz, tác giả M. 
Dallali et al (Dallali et al., 2015) xác định khoảng 
cách ảnh hưởng của nước va trên ống dài nối giữa 
bể chứa nước và van. Bằng ngôn ngữ lập trình, tác 
giả đã mô phỏng ra quá trình lan truyền sóng áp va 
do đóng van theo chiều dài ống, từ đó xác định độ 
lớn của áp va tác dụng lên thành ống dẫn để đánh 
giá độ bền ống. Nghiên cứu đã sử dụng phương 
pháp đặc trưng để tính toán tuy nhiên trường hợp 
mô phỏng mới dừng lại trên một đoạn ống dài, 
chưa xét tới các tổn thất cục bộ nếu có liên kết 
vòng hoặc phân nhánh với các ống khác. Để khắc 
phục nhược điểm này, các ngôn ngữ lập trình đã 
được sử dụng để đưa ra kết quả hoàn chỉnh hơn cho 
các hệ thống ống dẫn phân nhánh phức tạp. 
Phương pháp tính toán nước va bằng hình học 
cho kết quả đầy đủ và dễ theo dõi hơn nhưng chỉ 
phù hợp với những đường ống dài và không phân 
nhánh vì khối lượng tính toán lớn và bài toán trở 
nên phức tạp khi đưa thêm các điều kiện biên. 
Trong các phương pháp xác định áp va trên ống 
dẫn thì phương pháp đặc trưng được sử dụng phổ 
biến trong thời gian gần đây. Giải các phương trình 
vi phân bằng cách chia lưới phần tử hữu hạn trên 
đoạn ống xảy ra hiện tượng nước va đã đơn giản 
hóa bài toán bằng các bước thực hiện đơn giản, tuy 
nhiên độ chính xác của kết quả đạt được phụ thuộc 
vào số lượng mắt lưới được chia. Để khắc phục 
nhược điểm này, cần sử dụng ngôn ngữ lập trình để 
đưa ra kết quả hoàn chỉnh hơn cho các hệ thống 
ống dẫn phân nhánh phức tạp. 
Các nghiên cứu trên cho thấy nước va pha âm 
đã bị bỏ qua khitính toán hiện tượng nước va, tuy 
KHOA HC K THUT THuhoahoiY LI VÀ MÔI TRuchoaNG uhoahoiuhoahoiuhoahoi - S 60 (3/2018) 155
nhiên để đề phòng nguy cơ ô nhiễm nước trên 
mạng lưới đường ống cấp nước thì vấn đề này cần 
phải xem xét cụ thể hơn. 
5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 
Có điểm vỡ trên thành ống cấp nước và áp va 
âm xuất hiện thì khả năng nước trong ống bị ô 
nhiễm cũng không xảy ra nếu không tồn tại nguồn 
ô nhiễm bên ngoài đường ống. Như vậy, nguy cơ 
chất ô nhiễm xâm nhập vào HTPPN được đánh giá 
theo khả năng xuất hiện của cả ba yếu tố cùng lúc 
đó là (1) Điểm vỡ trên thành ống dẫn; (2) áp lực âm 
trong ống cấp nước; (3) Tồn tại nguồn ô nhiễm bên 
ngoài đường ống. Đây cũng là cơ sở để dự báo 
nguy cơ và có biện pháp giảm thiểu nguy cơ ô 
nhiễm nước sạch đảm bảo an toàn sức khỏe cho 
người sử dụng. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
Besner, M., Prévost, M. and Regli, S. (2010) ‘Assessing the public health risk of microbial intrusion 
events in distribution systems: Conceptual model , available data , and challenges’, 5. doi: 
10.1016/j.watres.2010.10.035. 
Bouaziz, M. a., Guidara, M. a., Schmitt, C., Hadj-Taïeb, E. and Azari, Z. (2014) ‘Water hammer 
effects on a gray cast iron water network after adding pumps’, Engineering Failure Analysis. 
Elsevier Ltd, 44, pp. 1–16. doi: 10.1016/j.engfailanal.2014.04.023. 
Boyd, G. R., Asce, M., Wang, H., Britton, M. D., Howie, D. C., Asce, M., Wood, D. J., Funk, J. E. 
and Friedman, M. J. (2004) ‘Intrusion within a Simulated Water Distribution System due to 
Hydraulic Transients. II: Volumetric Method and Comparison of Results’, Environmental 
Engineering, 130(July), pp. 778–783. 
Bubbis, N. S. (1948) ‘Maintenance and Operating Problems of Winnipeg’, Journal American Water 
Works Association, 41(5), pp. 429–436. 
Dallali, M., Guidara, M. a., Bouaziz, M. a., Schmitt, C., Haj-Taieb, E. and Azari, Z. (2015) 
‘Accuracy and security analysis of transient flows in relatively long pipelines’, Engineering 
Failure Analysis. Elsevier Ltd, 51, pp. 69–82. doi: 10.1016/j.engfailanal.2015.03.001. 
Dídia Covas;, Ivan Stoianov; João F.Mano;, Helena Ramos;, Graham Nigel; and Cedo Maksimovic 
(2005) ‘The dynamic effect of pipe-wall viscoelasticity in hydraulic transients. Part II—
experimental analysis and creep characterization’, Journal of Hydraulic Research, 43, pp. 56–
70. doi: 10.1080/00221686.2004.9641221. 
Harr, M. E. (1990) Groundwater and Seepage. NewYork: Dover publications,inc. Newyork. 
Hrudey, S. E., Payment, P., Huck, P. M., Gillham, R. W. and Hrudey, E. J. (2003) ‘A fatal 
waterborne disease epidemic in Walkerton, Ontario: comparison with other waterborne 
outbreaks in the developed world’, Water science and technology, 2, pp. 7–14. 
Jung, B. S., Karney, B. W., Boulos, P. F. and Wood, D. J. (2007) ‘The need for comprehensive 
transient analysis of distribution systems’, Journal of American Water Works Association, 99(1), 
pp. 112–123. 
Karim, B. Y. M. R., Abbaszadegan, M. and Lechevallier, M. (2003) ‘pressure’, (90835). 
Lindley, T. R. and Buchberger, S. G. (2001) ‘Assessing intrusion susceptibility in distribution 
systems’, Journal / American Water Works Association, 94(6), pp. 66–69. 
Mays, L. W. (1999) Water Distribution Systems Handbook. Edited by L. W. Mays. Arizona: 
McGraw-Hill. 
Payment, P., Richarcdson, L., Siemiatycki, J., Dewar, R., Edwardes, M. and Franco, E. (1991) ‘A 
Randomized Trial to Evaluate the Risk of Gastrointestinal Disease due to Consumption of 
Drinking Water Meeting Current Microbiological Standards’, American Journal of Public 
Health, 81, pp. 703–708. 
Reynolds, J. H. and Barrett, M. H. (2003) ‘A review of effects of sewer leakage on groundwater 
quality’, Water and Environment Journal. Blackwell Publishing Ltd, 17(1), pp. 34–39. doi: 
10.1111/j.1747-6593.2003.tb00428.x. 
KHOA HC K THUT THuhoahoiY LI VÀ MÔI TRuchoaNG uhoahoiuhoahoiuhoahoi - S 60 (3/2018) 156
Rezaei, H., Ryan, B. and Stoianov, I. (2015) ‘Pipe failure analysis and impact of dynamic hydraulic 
conditions in water supply networks’, Procedia Engineering. Elsevier B.V., 119(1), pp. 253–262. 
doi: 10.1016/j.proeng.2015.08.883. 
Sadiq, R.; Rajani, B. B.; Kleiner, Y. (2004) ‘Probabilistic risk analysis of corrosion associated 
failures in cast iron water mains’, NRC Publications Archive (NPArC), 86(Reliability 
Engineering and System Safety), pp. 1–10. 
Seica, M. V, Packer, J. A. and Asce, F. (2004) ‘Mechanical Properties and Strength of Aged Cast 
Iron Water Pipes’, (February), pp. 69–77. 
Thảo, P. T. P. (2010) Nghiên cứu, đánh giá các chủng virus Rota lưu hành tại Việt Nam từ năm 
1998 đến nay. Đại học Quốc gia Hà Nội. Available at: 
 (378).pdf. 
Wolf, L., Held, I., Eiswirth, M. and Hötzl, H. (2004) ‘Impact of leaky sewers on groundwater 
quality’, Acta Hydrochimica et Hydrobiologica, 32(4–5), pp. 361–373. doi: 
10.1002/aheh.200400538. 
Wylie, E. B. and Streeter, V. L. (1977) Fluid Transients. Shepherdstown, WV, U.S.A: McGraw-
Hill. 
Yamini, H. and Lence, B. (2010) ‘Probability of Failure Analysis due to Internal Corrosion in 
Cast-Iron Pipes’, Journal of Infrastructure Systems. American Society of Civil Engineers, 16(1), 
pp. 73–80. doi: 10.1061/(ASCE)1076-0342(2010)16:1(73). 
Abstract: 
RESEARCH REVIEW EVALUATION OF THE POTENTIAL CONTAMINANT 
INTRUSION INTO THE WATER SUPPLY PIPE 
Water contamination is not only caused by water resources but also by the water distribution 
system,contaminants that exist in the soil environmentintrusion into the water environment through 
crack on the pipe wall.Even if the distance between sewer pipes and water supply pipes is installed 
to follow the standard, the risk of cross-contamination by contaminant in the leaking flow from the 
sewage network to the water supply can still occur when the wall pipe have a defect and negative 
pressure vaule in the pipe. Combined previous research results, analysis and assessing based on 
three risk factors pipe failure, negative pressure in the water hammer negative phrase and 
contaminant source fromthe waste water pipe, this paper will propose the solutions to evaluate the 
risk of contaminant instrusion into water supply pipes is the content of this article. 
Keywords: Contaminationof water supply, sewer pipes, water supply pipes, negative pressure 
surge, contaminants, leakage. 
Ngày nhận bài: 25/11/2017 
Ngày chấp nhận đăng: 05/1/2018