ứng dụng mô hình dự báo mức độ ô nhiễm không khí do giao thông tại một số trục đường chính ở thành phố đà nẵng

i ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA MÔI TRƯỜNG Khóa luận Tốt nghiệp cử nhân Khoa học Môi trường ỨNG DỤNG MÔ HÌNH DỰ BÁO MỨC ĐỘ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ DO GIAO THÔNG TẠI MỘT SỐ TRỤC ĐƯỜNG CHÍNH Ở THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Chuyên ngành: Quản lý Môi trường Sinh viên thực hiện : Phan Thúy An Giáo viên hướng dẫn : TSKH. Bùi Tá Long Huế, 5/2009 ii Lời cảm ơn Khóa luận này được hoàn thành là nhờ sự giúp đỡ và tậm tình chỉ bảo của thầy cô, bạn bè và gia đình dành cho em. Trước hết, em gửi lời biết ơn sâu sắc nhất đến Thầy hướng dẫn của mình, Thầy TSKH. Bùi Tá Long, người đã đặt bài toán, quan tâm giúp đỡ, đóng góp ý kiến về mặt chuyên môn và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho em trong suốt thời gian vừa qua. Em gửi lời biết ơn sâu sắc đến Thầy Ths. Nguyễn Bắc Giang, người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, đóng góp ý kiến cho em trong suốt thời gian vừa qua. Em gửi lời biết ơn sâu sắc đến tập thể các thầy cô khoa Môi trường, Đại học Khoa học Huế, những người đã cho em kiến thức và kinh nghiệm thực tiễn trong suốt 4 năm học qua. Em xin gửi lời cám ơn đến các anh chị trong phòng Tin học Môi trường, Viện Môi trường và Tài nguyên, Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện Khóa luận. Em cũng gửi lời cảm ơn chân thành đến các anh chị ở Trung Tâm Kỹ thuật môi trường Đà Nẵng, các anh chị ở phòng Khoa học công nghệ Sở Giao thông vận tải thành phố Đà Nẵng, các anh chị ở Đài Khí tượng Thuỷ văn khu vực Trung Trung Bộ đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình thu thập số liệu, tài liệu phục vụ cho khóa luận tốt nghiệp. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, đến những người thân yêu nhất đã yêu thương, động viên và tạo điều kiện tốt nhất cho việc học tập của em. Một lần nữa, em xin chân thành cám ơn tất cả. Sinh viên Phan Thuý An iii TÓM TẮT Đất nước Việt Nam đang trong thời kỳ hội nhập WTO, nền kinh tế ngày càng có nhiều điều kiện phát triển. Tuy nhiên, sự phát triển ngày càng mạnh về kinh tế cũng kéo theo tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng. Ô nhiễm không khí do giao thông là một vấn đề môi trường rất được quan tâm hiện nay, đặc biệt ở thành phố Đà Nẵng – một đô thị trẻ đang trên đà xây dựng và phát triển. Tuy nhiên, ô nhiễm không khí là loại ô nhiễm khó quản lý nhất, đặc biệt là ô nhiễm do giao thông do mức độ khó kiểm soát của nó về hoạt động giao thông đường bộ. Để quản lý được loại ô nhiễm này, cần phải có một phần mềm mạnh dựa trên các mô hình tính toán hệ số phát thải, tải lượng ô nhiễm và nồng độ phát tán, đồng thời phải có bộ dữ liệu đầy đủ về giao thông, khí tượng cho mô hình. Hiện nay, ở Đà Nẵng chưa có một phần mềm nào hỗ trợ cho việc quản lý ô nhiễm không khí do hoạt động này. Trước tình hình đó, luận văn “ỨNG DỤNG MÔ HÌNH DỰ BÁO MỨC ĐỘ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ DO GIAO THÔNG TẠI MỘT SỐ TRỤC ĐƯỜNG CHÍNH Ở THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG” được thực hiện nhằm xây dựng bản đồ ô nhiễm không khí do giao thông ở thành phố Đà Nẵng. Để đạt được mục tiêu này, Luận văn đã ứng dụng mô hình tính toán hệ số phát thải Mobile 6 và phần mềm phát tán ô nhiễm cho giao thông CAR. Kết quả của Khóa luận hướng tới quán lý tình hình ô nhiễm không khí do hoạt động giao thông trên địa bàn thành phố Đà Nẵng. iv MỤC LỤC Lời cảm ơn ii TÓM TẮT iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH viii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ix 1. MỞ ĐẦU 1 1.1. CƠ SỞ THỰC TIỄN VÀ TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1 1.2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 2 1.3. CÁC NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2 1.4. GIỚI HẠN PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 2 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 2.1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC 3 2.2. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC 4 2.3. PHẦN MỀM MOBILE 5 2.3.1. Đặc điểm của chương trình Mobile 6 2.3.2. Phương pháp tính toán hệ số phát thải của mô hình Mobile 7 2.3.3. Tính toán nồng độ khí ô nhiễm từ kết quả hệ số phát thải của Mobile 9 2.4. PHẦN MỀM CAR 10 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12 3.1. TỔNG QUAN THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG 12 3.1.1. Điều kiện tự nhiên 12 3.1.2. Tình hình kinh tế - xã hội trong các năm gần đây 16 3.2. HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ DO GIAO THÔNG TẠI TP. ĐÀ NẴNG 19 3.2.1. Hiện trạng ô nhiễm không khí do giao thông tại TP.ĐN 19 3.2.2. Tác động của tình hình ô nhiễm giao thông 20 3.2.3. Kết quả quan trắc ô nhiễm không khí các năm gần đây 21 3.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 27 4.1. MÔ TẢ NHẬP SỐ LIỆU VÀO MOBILE VÀ CAR 27 4.1.1. Thu thập dữ liệu phục vụ cho Luận văn 27 4.1.2. Nhập số liệu vào Mobile 28 4.1.3. Nhập số liệu vào CAR 30 4.2. KIỂM ĐỊNH MÔ HÌNH 34 4.3. MÔ TẢ KỊCH BẢN 35 4.4. TÍNH TOÁN KẾT QUẢ 37 4.5. MỘT SỐ KẾT QUẢ DỰ BÁO 39 v 4.6. ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KIỂM SOÁT Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ DO GIAO THÔNG 40 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 41 6. TÀI LIỆU THAM KHẢO i vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Phân loại đường 7 Bảng 3.1 Số giờ nắng các tháng trong năm (Niên giám Thống kê TP. Đà Nẵng 2007) 14 Bảng 3.2 Tổng lượng mưa các tháng trong năm (Niên giám Thống kê TP. Đà Nẵng 2007) 14 Bảng 3.3 Độ ẩm trung bình các tháng trong năm (Niên giám Thống kê TP. Đà Nẵng 2007) 15 Bảng 3.4 Nhiệt độ trung bình các tháng trong năm (Niên giám Thống kê TP. Đà Nẵng 2007) 15 Bảng 3.5 Tốc độ tăng trưởng kinh tế thành phố Đà Nẵng (UBND TP.ĐN, Thông tin khoa học phát triển KT-XH tháng 1/2009) 16 Bảng 3.6 Tốc độ tăng trưởng các nhóm ngành kinh tế TP. Đà Nẵng (UBND TP.ĐN, Thông tin khoa học phát triển KT-XH tháng 1/2009) 17 Bảng 3.7 Diện tích, dân số và đơn vị hành chính TP. Đà Nẵng 2007 (Niên giám Thống kê TP. Đà Nẵng 2007) 17 Bảng 3.8 Thu nhập bình quân đầu người của người dân Đà Nẵng (UBND TP.ĐN, Thông tin khoa học phát triển KT-XH tháng 1/2009) 18 Bảng 3.9 Một số chỉ tiêu về hệ thống y tế ở TP. Đà Nẵng (UBND TP.ĐN, Thông tin khoa học phát triển KT-XH tháng 1/2009) 19 Bảng 3.10 Tiêu chuẩn Việt Nam cho chất lượng không khí xung quanh 21 Bảng 3.11 Kết quả quan trắc môi trường không khí xung quanh thành phố Đà Nẵng 2005 (Sở TNMT TP.ĐN) 21 Bảng 3.12 Kết quả quan trắc môi trường không khí xung quanh thành phố Đà Nẵng, đợt 1-2/2006 (Sở TNMT TP.ĐN) 22 Bảng 3.13 Kết quả quan trắc môi trường không khí xung quanh thành phố Đà Nẵng, đợt 3/2006 (Sở TNMT TP.ĐN) 23 Bảng 3.14 Kết quả quan trắc môi trường không khí xung quanh 2008 (Trung tâm bảo vệ môi trường TP 24 Bảng 4.1 Số liệu quan trắc chất lượng không khí trên các đoạn đường tháng 3/2009 27 Bảng 4.2 Dữ liệu đầu vào cho MOBILE6.EXE 28 Bảng 4.3 Kết quả tính toán cho một số trục đường chính ở TP. Đà Nẵng 35 Bảng 4.4 Mô tả kịch bản 1 tính toán nồng độ CO cho các đường ngày 16/2/2009.35 Bảng 4.5 Mô tả kịch bản 2 tính toán nồng độ CO cho các đường ngày 17/2/2009.36 Bảng 4.6 Mô tả kịch bản 3 tính toán nồng độ CO cho các đường ngày 18/2/2009.36 Bảng 4.7 Mô tả kịch bản 4 tính toán nồng độ CO cho các đường ngày 19/2/2009.36 Bảng 4.8 Mô tả kịch bản 5 tính toán nồng độ CO cho các đường ngày 20/2/2009.36 Bảng 4.9 Mô tả kịch bản 6 tính toán nồng độ CO cho các đường ngày 21/2/2009.37 Bảng 4.10 Mô tả kịch bản 7 tính toán nồng độ CO cho các đường ngày 22/2/200937 Bảng 4.11 Nồng độ CO tại 6 vị trí quan trắc trong kịch bản 1 37 Bảng 4.12 Nồng độ CO tại 4 vị trí quan trắc trong kịch bản 2 38 vii Bảng 4.13 Nồng độ CO tại 2 vị trí quan trắc trong kịch bản 3 38 Bảng 4.14 Nồng độ CO tại 4 vị trí quan trắc trong kịch bản 4 38 Bảng 4.15 Nồng độ CO tại 3 vị trí quan trắc trong kịch bản 5 38 Bảng 4.16 Nồng độ CO tại 8 vị trí quan trắc trong kịch bản 6 38 Bảng 4.17 Nồng độ CO tại 3 vị trí quan trắc trong kịch bản 7 39 Bảng 4.18 Tải lượng theo Mobile trong các trường hợp 39 Bảng 4.19 Kết quả mô hình cho 3 kịch bản dự báo 39 viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Sơ đồ tính toán hệ số phát thải trung bình (g/mi) 7 Hình 2.2 Tóm tắt phân loại thông số đầu vào Mobile 8 Hình 2.3 Sơ đồ tính toán nồng độ ô nhiễm từ kết quả hệ số phát thải của Mobile cho nguồn đường 10 Hình 2.4. Mô hình lý luận (Conceptual model) của CAR 11 Hình 2.5. Dữ liệu đầu vào và kết quả đầu ra của CAR 11 Hình 3.1 Bản đồ vị trí địa lý thành phố Đà Nẵng 12 Hình 3.2 Hình thể hiện phân bố diện tích tự nhiên TP.ĐN 2007 (Niên giám Thống kê TP.ĐN 2007) 13 Hình 3.3 Phương pháp luận nghiên cứu 26 Hình 4.1 Giao diện nhập thông tin kịch bản 28 Hình 4.2 Giao diện nhập đường dẫn chạy file input trong mobile 29 Hình 4.3 Giao diện file input trong mobile 29 Hình 4.4 Giao diện kết quả tính hệ số phát thải từ mobile 29 Hình 4.5 Giao diện công cụ điều khiển lớp bản đồ 30 Hình 4.6 Công cụ hiển thị các nút điều khiển bản đồ 30 Hình 4.7 Giao diện trong thông tin đoạn đường 31 Hình 4.8 Giao diện bước 1 nhập lưu lượng xe 31 Hình 4.9 Giao diện bước 2 nhập lưu lượng xe 32 Hình 4.10 Giao diện bước 1 nhập số liệu khí tượng 32 Hình 4.11 Giao diện bước 2 nhập số liệu khí tượng 32 Hình 4.12 Giao diện hộp thoại Nhập các thông số cho mô hình 33 Hình 4.13 Giao diện hộp thoại Nhập thông số cho lưới tính 34 Hình 4.14 Kết quả mô hình phát tán CO cho đường Hoàng Diệu trong trường hợp gió Đông Đông Nam, vận tốc gió 2 m/s, tải lượng 0.00884 g/m.s 34 ix DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ĐN : Đà Nẵng EEA : Cao uỷ Bảo vệ Môi trường Châu Âu EPA : Cục Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ GDP : Tổng sản phẩm quốc nội GIS : Hệ thống thông tin địa lý GTCC : Giao thông công chính KHKT : Khoa học kỹ thuật KT–XH : Kinh tế - xã hội NCKH : Nghiên cứu khoa học NXB : Nhà xuất bản Q. : Quận TCCP : Tiêu chuẩn cho phép TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TNMT : Tài nguyên Môi trường TP : Thành phố TP.ĐN : Thành phố Đà Nẵng TP.HCM : Thành phố Hồ Chí Minh UBND : Uỷ ban nhân dân VOCs : Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi WHO : Tổ chức y tế thế giới x [...]... tải đường bộ tại một số tuyến đường chính - Thu thập số liệu khí tượng tại thành phố Đà Nẵng năm 2009 để làm cơ sở tính toán lan truyền ô nhiễm không khí - Tìm hiểu mô hình Mobile, CAR - Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình - Tính toán dự báo mức độ ô nhiễm không khí do giao thông theo các kịch bản khác nhau tại một số trục đường chính tại Đà Nẵng - Ứng dụng GIS để vẽ bản đồ ô nhiễm không khí do giao thông. .. Xây dựng cơ sở dữ liệu môi trường phục vụ cho công tác quản lý Nhà nước trong việc giám sát chất lượng môi trường không khí do các phương tiện giao thông thành phố Đà Nẵng 1.3 CÁC NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Nội dung chính: - Tìm hiểu tổng quan ô nhiễm không khí do các phương tiện giao thông cơ giới đường bộ trên một số trục đường chính tại thành phố Đà Nẵng - Thu thập số liệu về các phương tiện giao thông. .. phương tiện giao thông cơ giới ngày càng gia tăng do đáp ứng nhu cầu vận tải phục vụ xây dựng của thành phố nên vẫn diễn ra tình trạng ùn tắc giao thông, ô nhiễm bụi, tiếng ồn và khí thải trong khu vực ô thị 3.2.2 Tác động của tình hình ô nhiễm giao thông Phần ô nhiễm giao thông gây ra chiếm 70% ô nhiễm trong thành phố Các phát thải do ô tô gây ra là một hỗn hợp lớn hơn 200 chất Các chất ô nhiễm chính trong... khuếch tán chất ô nhiễm trong không khí đã được áp dụng trong những năm gần đây Một số chương trình tính toán đã được ứng dụng ở Việt Nam như: a Air Pollution Assessment and Modelling: Mô hình do tác giả Phùng Chí Sỹ và cộng sự xây dựng trên mô hình cơ sở Gauss, Hanna, Johnson để tính toán lan truyền các chất ô nhiễm không khí từ một nguồn điểm, một đường giao thông và một vùng ô nhiễm Mô hình này đã được... tế là 30% g Luận văn cao học (2006): Ứng dụng mô hình Mobile để dự báo mức độ ô nhiễm không khí do hoạt động giao thông vận tải tại TP.HCM” của học viên Đặng Trọng Văn nghiên cứu về mô phỏng hệ số phát thải từ các phương tiện giao thông đường bộ, góp phần giải quyết bài toán đánh giá và dự báo ô nhiễm không khí tổng thể trên toàn địa bàn TP.HCM /nguồn [2]/ h Báo cáo tổng hợp đề tài NCKH cấp Viện (2006):... liên quan, xây dựng các kế hoạch dài hạn và ngắn hạn nhằm kiểm soát và ngăn ngừa ô nhiễm không khí do giao thông là một việc làm cần thiết 1 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 1.2 Mục tiêu trước mắt: Nghiên cứu khả năng ứng dụng phần mềm Mobile, CAR để tính toán hệ số phát thải, tải lượng, sự phát tán ô nhiễm không khí CO từ các phương tiện giao thông cơ giới tại một số trục đường chính tại thành phố Đà Nẵng Mục tiêu... thụ hưởng bình đẳng trong chăm sóc sức khoẻ Bảng 3.9 Một số chỉ tiêu về hệ thống y tế ở TP Đà Nẵng (UBND TP.ĐN, Thông tin khoa học phát triển KT-XH tháng 1/2009) Chỉ tiêu Số bệnh viện 1997 16 2000 17 2005 19 2008 21 Số bác sỹ Số giường bệnh 638 722 1.025 1.080 2.105 2.255 3.461 3.587 3.2 HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ DO GIAO THÔNG TẠI TP ĐÀ NẴNG 3.2.1 Hiện trạng ô nhiễm không khí do giao thông tại TP.ĐN... sự phát tán ô nhiễm không khí do giao thông Phần mềm này cho phép dựa vào hệ số phát thải do Mobile tính toán được, kết hợp với số lượng các loại xe, yếu tố khí tượng tính toán và vẽ ra bản đồ ô nhiễm không khí do giao thông Mô hình toán được ứng dụng trong CAR là mô hình Berliand kỹ thuật Vì vậy, dựa trên nền tảng Mobile và CAR, kết hợp với việc thu thập, thống kê, phân tích và tổng hợp số liệu liên... đây, thành phố Đà Nẵng đẩy mạnh việc chỉnh trang ô thị và hoàn thiện cơ sở hạ tầng Số lượng và tần suất của các xe vận chuyển vật liệu xây dựng tại các đường và các nút giao thông gia tăng nhanh chóng, làm phát sinh bụi, ồn và gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Đặc điểm nổi bật của nguồn ô nhiễm giao thông vận tải gây ra là nguồn ô nhiễm rất thấp, nếu cường độ giao thông lớn và 19 mật độ giao thông. .. Uy: sử dụng ở Chi cục Môi trường TP HCM, để quản lý môi trường không khí toàn thành phố Mô hình EPISODE được dùng tính toán lan truyền ô nhiễm cho nguồn điểm, nguồn đường, nguồn mặt và quản lý dữ liệu GIS e Phần mềm MTĐT AT – 80586: Các tác giả Lê Văn Nãi, Trần Ngọc Chấn, Bùi Sỹ Lý đã xây dựng phần mềm này trên cơ sở mô hình Gauss để tính toán ô nhiễm không khí nội thành Hà Nội, phát tán không khí từ . BÁO MỨC ĐỘ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ DO GIAO THÔNG TẠI MỘT SỐ TRỤC ĐƯỜNG CHÍNH Ở THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG” được thực hiện nhằm xây dựng bản đồ ô nhiễm không khí do giao. MÔI TRƯỜNG Khóa luận Tốt nghiệp cử nhân Khoa học Môi trường ỨNG DỤNG MÔ HÌNH DỰ BÁO MỨC ĐỘ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ DO GIAO THÔNG TẠI MỘT SỐ