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

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA MÔI TRƯỜNG Khóa luận Tốt nghiệp cử nhân Khoa học Mơi trường ỨNG DỤNG MƠ HÌNH DỰ BÁO MỨC ĐỘ Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ DO GIAO THƠNG TẠI MỘT SỐ TRỤC ĐƯỜNG CHÍNH Ở THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Chuyên ngành: Quản lý Môi trường Sinh viên thực Giáo viên hướng dẫn : Phan Thúy An : TSKH Bùi Tá Long Huế, 5/2009 i LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Lời cảm ơn Khóa luận hồn thành nhờ giúp đỡ tậm tình bảo thầy cơ, bạn bè gia đình dành cho em Trước hết, em gửi lời biết ơn sâu sắc đến Thầy hướng dẫn mình, Thầy TSKH Bùi Tá Long, người đặt toán, quan tâm giúp đỡ, đóng góp ý kiến mặt chun mơn tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt thời gian vừa qua Em gửi lời biết ơn sâu sắc đến Thầy Ths Nguyễn Bắc Giang, người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, đóng góp ý kiến cho em suốt thời gian vừa qua Em gửi lời biết ơn sâu sắc đến tập thể thầy cô khoa Môi trường, Đại học Khoa học Huế, người cho em kiến thức kinh nghiệm thực tiễn suốt năm học qua Em xin gửi lời cám ơn đến anh chị phòng Tin học Môi trường, Viện Môi trường Tài nguyên, Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh tận tình giúp đỡ em suốt thời gian thực Khóa luận Em gửi lời cảm ơn chân thành đến anh chị Trung Tâm Kỹ thuật môi trường Đà Nẵng, anh chị phòng Khoa học công nghệ Sở Giao thông vận tải thành phố Đà Nẵng, anh chị Đài Khí tượng Thuỷ văn khu vực Trung Trung Bộ tạo điều kiện thuận lợi cho em 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 người thân yêu yêu thương, động viên tạo điều kiện tốt cho việc học tập em Một lần nữa, em xin chân thành cám ơn tất Sinh viên Phan Thuý An ii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÓM TẮT Đất nước Việt Nam thời kỳ hội nhập WTO, kinh tế ngày có nhiều điều kiện phát triển Tuy nhiên, phát triển ngày mạnh kinh tế kéo theo tình trạng nhiễm mơi trường ngày nghiêm trọng Ơ nhiễm khơng khí giao thơng vấn đề mơi trường quan tâm nay, đặc biệt thành phố Đà Nẵng – đô thị trẻ đà xây dựng phát triển Tuy nhiên, ô nhiễm khơng khí loại nhiễm khó quản lý nhất, đặc biệt ô nhiễm giao thông mức độ khó kiểm sốt hoạt động giao thông đường Để quản lý loại ô nhiễm này, cần phải có phần mềm mạnh dựa mơ hình tính tốn hệ số phát thải, tải lượng ô nhiễm nồng độ phát tán, đồng thời phải có liệu đầy đủ giao thơng, khí tượng cho mơ hình Hiện nay, Đà Nẵng chưa có phần mềm hỗ trợ cho việc quản lý nhiễm khơng khí hoạt động Trước tình hình đó, luận văn “ỨNG DỤNG MƠ HÌNH DỰ BÁO MỨC ĐỘ Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ DO GIAO THƠNG TẠI MỘT SỐ TRỤC ĐƯỜNG CHÍNH Ở THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG” thực nhằm xây dựng đồ ô nhiễm không khí giao thông thành phố Đà Nẵng Để đạt mục tiêu này, Luận văn ứng dụng mơ hình tính tốn hệ số phát thải Mobile phần mềm phát tán ô nhiễm cho giao thơng CAR Kết Khóa luận hướng tới qn lý tình hình nhiễm khơng khí hoạt động giao thông địa bàn thành phố Đà Nẵng iii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 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 MỞ ĐẦU 1.1 1.2 1.3 1.4 CƠ SỞ THỰC TIỄN VÀ TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI CÁC NỘI DUNG NGHIÊN CỨU GIỚI HẠN PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGỒI NƯỚC 2.2 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC 2.3 PHẦN MỀM MOBILE 2.3.1 Đặc điểm chương trình Mobile 2.3.2 Phương pháp tính tốn hệ số phát thải mơ hình Mobile 2.3.3 Tính tốn nồng độ khí nhiễm từ kết hệ số phát thải Mobile 2.4 PHẦN MỀM CAR 10 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 năm gần 16 3.2 HIỆN TRẠNG Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ DO GIAO THƠNG TẠI TP ĐÀ NẴNG 19 3.2.1 Hiện trạng ô nhiễm khơng khí giao thơng TP.ĐN 19 3.2.2 Tác động tình hình nhiễm giao thông 20 3.2.3 Kết quan trắc nhiễm khơng khí năm gần 21 3.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 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 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 MƠ HÌNH 34 4.3 MÔ TẢ KỊCH BẢN 35 4.4 TÍNH TỐN KẾT QUẢ 37 4.5 MỘT SỐ KẾT QUẢ DỰ BÁO 39 iv LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.6 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KIỂM SỐT Ơ NHIỄM MƠI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ DO GIAO THƠNG 40 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO i v LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Phân loại đường Bảng 3.1 Số nắng tháng năm (Niên giám Thống kê TP Đà Nẵng 2007) 14 Bảng 3.2 Tổng lượng mưa tháng năm (Niên giám Thống kê TP Đà Nẵng 2007) 14 Bảng 3.3 Độ ẩm trung bình tháng năm (Niên giám Thống kê TP Đà Nẵng 2007) 15 Bảng 3.4 Nhiệt độ trung bình tháng 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 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 đơn vị hành TP Đà Nẵng 2007 (Niên giám Thống kê TP Đà Nẵng 2007) 17 Bảng 3.8 Thu nhập bình quân đầu người người dân Đà Nẵng (UBND TP.ĐN, Thông tin khoa học phát triển KT-XH tháng 1/2009) 18 Bảng 3.9 Một số tiêu hệ thống y tế 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 khơng khí xung quanh 21 Bảng 3.11 Kết quan trắc mơi trường khơng khí xung quanh thành phố Đà Nẵng 2005 (Sở TNMT TP.ĐN) 21 Bảng 3.12 Kết quan trắc mơi trường khơng khí xung quanh thành phố Đà Nẵng, đợt 1-2/2006 (Sở TNMT TP.ĐN) 22 Bảng 3.13 Kết quan trắc mơi trường khơng khí xung quanh thành phố Đà Nẵng, đợt 3/2006 (Sở TNMT TP.ĐN) 23 Bảng 3.14 Kết quan trắc mơi trường khơng khí xung quanh 2008 (Trung tâm bảo vệ môi trường TP 24 Bảng 4.1 Số liệu quan trắc chất lượng khơng khí đoạn đường tháng 3/2009 27 Bảng 4.2 Dữ liệu đầu vào cho MOBILE6.EXE 28 Bảng 4.3 Kết tính tốn cho số trục đường TP Đà Nẵng 35 Bảng 4.4 Mơ tả kịch tính tốn nồng độ CO cho đường ngày 16/2/2009 35 Bảng 4.5 Mơ tả kịch tính tốn nồng độ CO cho đường ngày 17/2/2009 36 Bảng 4.6 Mơ tả kịch tính tốn nồng độ CO cho đường ngày 18/2/2009 36 Bảng 4.7 Mô tả kịch tính tốn nồng độ CO cho đường ngày 19/2/2009 36 Bảng 4.8 Mô tả kịch tính tốn nồng độ CO cho đường ngày 20/2/2009 36 Bảng 4.9 Mô tả kịch tính tốn nồng độ CO cho đường ngày 21/2/2009 37 Bảng 4.10 Mô tả kịch tính tốn nồng độ CO cho đường ngày 22/2/2009 37 Bảng 4.11 Nồng độ CO vị trí quan trắc kịch 37 Bảng 4.12 Nồng độ CO vị trí quan trắc kịch 38 vi LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bảng 4.13 Nồng độ CO vị trí quan trắc kịch 38 Bảng 4.14 Nồng độ CO vị trí quan trắc kịch 38 Bảng 4.15 Nồng độ CO vị trí quan trắc kịch 38 Bảng 4.16 Nồng độ CO vị trí quan trắc kịch 38 Bảng 4.17 Nồng độ CO vị trí quan trắc kịch 39 Bảng 4.18 Tải lượng theo Mobile trường hợp 39 Bảng 4.19 Kết mơ hình cho kịch dự báo 39 vii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Sơ đồ tính tốn hệ số phát thải trung bình (g/mi) Hình 2.2 Tóm tắt phân loại thơng số đầu vào Mobile Hình 2.3 Sơ đồ tính tốn nồng độ nhiễm từ kết hệ số phát thải Mobile cho nguồn đường 10 Hình 2.4 Mơ hình lý luận (Conceptual model) CAR 11 Hình 2.5 Dữ liệu đầu vào kết đầu CAR 11 Hình 3.1 Bản đồ vị trí địa lý thành phố Đà Nẵng 12 Hình 3.2 Hình thể 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 28 Hình 4.2 Giao diện nhập đường dẫn chạy file input mobile 29 Hình 4.3 Giao diện file input mobile 29 Hình 4.4 Giao diện kết tính hệ số phát thải từ mobile 29 Hình 4.5 Giao diện cơng cụ điều khiển lớp đồ 30 Hình 4.6 Cơng cụ hiển thị nút điều khiển đồ 30 Hình 4.7 Giao diện thơng tin đoạn đường 31 Hình 4.8 Giao diện bước nhập lưu lượng xe 31 Hình 4.9 Giao diện bước nhập lưu lượng xe 32 Hình 4.10 Giao diện bước nhập số liệu khí tượng 32 Hình 4.11 Giao diện bước nhập số liệu khí tượng 32 Hình 4.12 Giao diện hộp thoại Nhập thông số cho mô hình 33 Hình 4.13 Giao diện hộp thoại Nhập thơng số cho lưới tính 34 Hình 4.14 Kết mơ hình phát tán CO cho đường Hồng Diệu trường hợp gió Đơng Đơng Nam, vận tốc gió m/s, tải lượng 0.00884 g/m.s 34 viii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 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 thơng cơng KHKT : Khoa học kỹ thuật KT–XH : Kinh tế - xã hội NCKH : Nghiên cứu khoa học NXB : Nhà xuất 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 dễ bay WHO : Tổ chức y tế giới ix LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com x LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trên Bảng 9.2 thể lượng xe (cùng chủng loại) theo giờ, ngày thu thập Trên Hình 9.2 thể đồ thị phân bố chủng loại xe vào thời điểm khác ngày 16 – 17, 21/2/2009 đường Hùng Vương GIỜ Bảng 9.2 Đường Hùng Vương Xe tải nhẹ NGÀY Xe máy Xe ô tô loại 12 xe buýt chỗ Xe tải nặng chiếc/giờ chiếc/giờ chiếc/giờ chiếc/giờ 5-6 21/02/2009 456 25 32 6-7 21/02/2009 890 36 71 7-8 21/02/2009 2703 62 95 8-9 21/02/2009 3276 216 145 9-10 21/02/2009 4020 86 156 10-11 21/02/2009 3804 158 146 11-12 17/02/2009 2652 145 142 12-13 17/02/2009 2448 72 110 12 13-14 17/02/2009 3041 108 25 14-15 17/02/2009 3055 144 108 15-16 17/02/2009 3647 96 132 16-17 17/02/2009 5832 110 120 17-18 17/02/2008 6235 156 85 18-19 16/02/2008 3120 48 0 19-20 16/02/2008 3015 26 12 20-21 16/02/2008 2809 108 0 21-22 16/02/2008 2148 121 0 xiv LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com PHÂN BỐ LƯỢNG XE CƠ GIỚI (TRỪ XE MÁY) ĐƯỜNG HÙNG VƯƠNG 21/2/2009 5000 250 4000 10 1000 50 0 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 Thời gian 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 Thời gian PHÂN BỐ LƯỢNG XE MÁY ĐƯỜNG HÙNG VƯƠNG 17/2/2009 PHÂN BỐ LƯỢNG XE CƠ GIỚI (TRỪ XE MÁY) ĐƯỜNG HÙNG VƯƠNG 17/2/2009 200 8000 150 10 0 11- 12- 13- 14- 15- 16- 1712 13 14 15 16 17 18 Thời gian PHÂN BỐ LƯỢNG XE CƠ GIỚI (TRỪ XE MÁY) ĐƯỜNG HÙNG VƯƠNG 16/2/2009 11- 12- 13- 14- 15- 16- 1712 13 14 15 16 17 18 Thời gian 4000 PHÂN BỐ LƯỢNG XE MÁY ĐƯỜNG HÙNG VƯƠNG 16/2/2009 150 100 Tải nhẹ buýt >10 50 S ố lư ợ n g S ố lư ợ n g 3000