Người ta nói: không có gì tồn tại mà không có lí do. Thật vậy, công trình mà bạn vừa thấy chính là tháp nước – một yếu tố rất quan trọng trong hệ thống cấp nước công cộng tại nhiều nơi trên thế giới.
"Nhân vật" quan trọng cung cấp nước sạch toàn cầu
Họ hàng nhà tháp mỗi nơi có một thiết kế khác nhau, nhưng đều có một điểm chung là cấu tạo gồm 2 phần: một bồn chứa nước lớn và một cấu trúc kiên cố có tác dụng giữ bồn nước ở độ cao tương đối so với mặt đất.
Tháp nước giải quyết được một bài toán rất hóc búa của ngành cấp nước. Nước lọc sạch rồi, làm sao để đưa đến cho người dùng một cách ổn định, tiết kiệm mà vẫn giữ được chất lượng tốt cho nước?
Trong lịch sử của ngành này, có không ít phương pháp được sử dụng, và mỗi lựa chọn đều có ưu nhược điểm của riêng mình. Vận chuyển bằng bình hay xe bồn là cách thô sơ, đơn giản nhất nhưng chắc chắn khó áp dụng ở quy mô lớn - ngày nay thường dùng để bổ sung, khắc phục sự cố mất nước thì đúng hơn.
Vận chuyển bằng hào, kênh, cầu máng,… lợi dụng trọng lực được coi là phương pháp đầu tiên sử dụng công trình nhân tạo để cấp nước. Nhưng cách này thì phụ thuộc nhiều vào địa hình, nước dễ bị bẩn và dòng nước chia cắt khu vực chằng chịt có thể khiến giao thông bị gián đoạn.
Ngày nay, có những nơi các công ty cấp nước sẽ sử dụng máy bơm là công cụ duy nhất để đẩy nước đi trong toàn bộ hệ thống. Tuy nhiên, lựa chọn này thể hiện những hạn chế nhất định – đó là lí do tại sao tháp nước ra đời để bù trừ cho máy bơm.
Cực kỳ quan trọng, vì mỗi người mỗi nhu cầu
Đặc thù của ngành cấp nước là phải đáp ứng nhu cầu không ổn định của khách hàng. Có những thời điểm trong ngày - như buổi sáng chẳng hạn, người người dùng nước, nhà nhà dùng nước cùng lúc. Nếu chỉ sử dụng mỗi máy bơm, chiếc máy sẽ phải hoạt động ở công suất cao thì mới đủ cho mọi người.
Hơn nữa, những máy bơm như thế có giá thành và chi phí vận hành không rẻ. Chúng lại phải thường xuyên tăng giảm công suất cho phù hợp với thời gian biểu của người dùng thì lại dễ bị hỏng.
Bây giờ nếu ta thêm một tháp nước vào hệ thống thì sẽ có sự khác biệt gì? Tháp này hoạt động dựa trên nguyên lí của bình thông nhau: trong bình, mực nước tại mỗi nhánh luôn luôn có độ cao bằng nhau. Tháp nước chính là một nhánh, và đường ống nước tại nhà người dùng chính là các nhánh khác của một chiếc bình thông khổng lồ.
Quá trình điều chỉnh lượng nước giữa các nhánh của bình thông nhau là hoàn toàn tự động, không cần phải tiếp thêm năng lượng. Điều này có nghĩa là: máy bơm giờ đây có thể chạy ở công suất cố định và máy không cần phải quá mạnh.
Tháp nước vòng quanh thế giới
Vào thời điểm nhu cầu thấp, máy bơm chạy để bơm nước lên bồn chứa của tháp để dự trữ. Vào thời điểm nhu cầu cao, máy bơm vẫn chạy nhưng nó không phải là đơn vị duy nhất đảm nhiệm việc cấp nước. Đã có lượng nước khổng lồ từ tháp bù trừ giúp nó khoản bị thiếu rồi. Tháp nước xuất hiện giúp tiết kiệm nhiều tiền và công sức bỏ ra để dự đoán – điều chỉnh lượng nước mỗi ngày tương ứng với nhu cầu sử dụng.
Hơn nữa, vào những lúc mất điện, tháp nước cũng chẳng hề hấn gì và nó vẫn tiếp tục công việc của mình. Nhờ ưu điểm này, các công trình công cộng, đặc biệt là trụ cứu hỏa sẽ luôn được đảm bảo 24/7.
Tháp nước có thực sự dễ đổ?
Ở nhiều nơi trong xây dựng, còn có quy định mỗi diện tích nhất định có độ cao tương đồng hoặc mỗi tòa nhà đều phải lắp đặt một tháp nước riêng để tăng hiệu quả sử dụng. Tháp nước không hề rẻ, nhưng với khả năng dự trữ nước và năng lượng đỉnh cao thì chúng vẫn là lựa chọn số một của nhiều công ty nước.
Việc đổ tháp là những tai nạn ngoài ý muốn và thường xảy ra ở những tháp có cấu trúc đế đơn giản mà thôi. Thật ra tháp nước ở rất nhiều nơi trên thế giới có kết cấu cực kì kiên cố và hiện tượng này gần như không thể xảy ra.
Nguồn: Practical Engineering