Ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý (GIS) vào công tác quản lý thu gom, vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt tại thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên

Ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý (GIS) vào công tác quản lý thu gom, vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt tại thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên Tổng quan Vai trò của hệ thống thông tin địa lý tr.

Ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý (GIS) vào công tác quản lý thu gom, vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Ngun Tổng quan Vai trị hệ thống thơng tin địa lý nghiên cứu môi trường Thế kỷ XX kỷ tiến vượt bậc lĩnh vực tin học, điện tử nghiên cứu vũ trụ Những tiến thúc đẩy phát triển nhiều ngành khoa học, có địa lý đồ học Theo giáo sư khoa địa lý trường Đại học tổng hợp quốc gia Lômônôxốp nước Nga, Berliant A.M, chuyên gia hàng đầu giới hệ thống thông tin địa lý (GIS), GIS phát triển nối tiếp phương pháp tiếp cận tổng hợp hệ thống môi trường thông tin địa lý GIS đặc trưng mức độ tự động hoá cao, dựa tảng liệu đồ số hoá dựa sở tri thức, phương pháp tiếp cận hệ thống biểu diễn phân tích hệ thống địa vật lý Dạng đồ đặc biệt đặc trưng tính tác vụ, đối thoại sử dụng phương tiện xây dựng, thiết kế đồ Đặc tính GIS tính đa phương án cho phép đánh giá nhiều khía cạnh khác tình giải pháp đa dạng Đặc tính GIS tính đa mơi trường nhờ kết hợp biễu diễn văn bản, âm ký hiệu Nhưng đặc tính lớn công nghệ chúng đưa tới nhiều dạng biểu diễn mới: đồ điện tử, mơ hình máy tính chiều mơ hình động dạng phim… Tầm quan trọng công nghệ GIS khẳng định phát biểu tổng thống Mỹ Bill Clinton Hệ thống thông tin địa lý trở thành khâu đột phá toán hỗ trợ cho phát triển kinh tế, sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên bảo vệ môi trường Các công nghệ đại cho phép giải cách có hiệu tốn thu nhận, truyền, phân tích, trực giác hố liệu gắn kết khơng gian, thiết lập liệu đồ Khi ứng dụng hệ thống thông tin địa lý công tác quản lý chất thải rắn (CTR) thị, liệu quản lý giấy dạng báo cáo, sơ đồ… trước bước đưa vào máy tính, với khả xử lý công nghệ GIS, thông tin cung cấp cho lãnh đạo nhanh chóng, trực quan xác nhiều so với cách quản lý xử lý thủ cơng giấy Do tiết kiệm kinh phí cho việc tìm kiếm xử lý thơng tin Tình hình nghiên cứu ứng dụng GIS quản lý CTR số nước giới Ngày nay, công tác quản lý CTR công nghệ GIS thực nhiều nước giới Tại nước Anh, 90% rác thải đô thị xử lí chơn lấp Điều cho thấy, cơng tác quản lí việc xử lí rác thải vấn đề quan trọng Nhiều hướng dẫn EC pháp luật UK ban hành với nhiều vấn đề môi truờng liên quan tạo áp lực lên nhà đầu tư để xây dựng bãi chôn lấp lớn giá thành lại rẻ hạn chế tác động môi trường Bãi chôn lấp hoạt động chôn lấp thực tế cải tiến với khả điều khiển xác việc ứng dụng GIS Sự phân tích thành phần, độ chặt chẽ, tỷ trọng rác thải với thay đổi thể tích suốt thời kì chơn lấp đảm bảo hiệu phương pháp lựa chọn đạt dung tích chứa lớn GIS đóng vai trị quan trọng q trình quan trắc mơi trường bãi chơn lấp đóng cửa Damian C Green, chuyên viên môi trường thuộc Đại học Sunderland báo “GIS ứng dụng quản lý chất thải rắn nước Anh” trình bày kinh nghiệm nước Anh thiết kế, xây dựng bãi chôn lấp chất thải Senthil Shanmugan, chuyên gia Ấn Độ nghiên cứu vấn đề đưa quan điểm ứng dụng GIS, hệ thống thông tin quản lý (MIS) hệ thống định vị toàn cầu quản lý CTR báo đăng tải Internet Theo quan điểm Senthil Shanmugan, tính cấp thiết cần ứng dụng GIS công tác quản lý chất thải rắn là: - 80% thông tin sử dụng liên quan tới quản lý CTR có liên quan tới liệu khơng gian - Sự tích hợp thông tin từ mức độ cần chung GIS - GIS mơi trường thuận lợi cho tích hợp số lượng lớn thơng tin Trong tốn quản lý CTR số lượng thông tin lớn - Bản đồ liệu không gian khơng cịn q mà trở thành công việc ngày - Rất nhiều liệu liên quan tới CTR liên quan tới vị trí khơng gian chưa ứng dụng vào GIS Không có cập nhập xác liệu - Khơng thể xử lý tay hay công cụ không chuyên khối lượng lớn liệu liên quan tới CTR - Một hệ thống ứng dụng GIS tạo sở cho đầu tư vào sở hạ tầng, sử dụng máy móc có hiệu phương tiện chuyên chở đại Từ chuyên gia thành phố Bangalore Agenda, Ấn độ xây dựng dự án ứng dụng GIS công tác quản lý CTR sinh hoạt cho thành phố Bangalore Mục tiêu đặt cho dự án là: - Biến GIS thành công cụ giúp cho định đầu tư vào sở hạ tầng cách thuận lợi - Quản lý tổng hợp thống hệ thống vị trí đặt thùng rác theo tuyến đường - Tìm lộ trình ngắn từ điểm trung chuyển tới bãi chơn lấp - Tối ưu hóa sử dụng sở hạ tầng dựa ứng dụng cơng nghệ GIS (tìm đường ngắn nhất) - Giúp định tối ưu hóa số lượng điểm thu gom vận chuyển thùng rác - Tối ưu hóa sử dụng nhiên liệu hệ thống xe vận chuyển sử dụng - Tối ưu hóa chuyên chở thùng rác từ điểm thu gom đến bãi chôn lấp Một ý tưởng đáng ý cơng trình Senthil Shanmugan kết hợp module hệ thống quản lý CTR là: GIS, MIS (Management Information System), GPS (hệ thống định vị toàn cầu) chức phân chia rạch rịi sau: GIS (Hệ thống thơng tin địa lí) - Để quản lí khối lượng lớn liệu khơng gian - Thùng rác, điểm thu gom, đường phố, đường, lộ trình xe tải, phường/khu vực/vùng/cơ quan chính, nhiều cấp liệu khác – phường, khu vực, vùng, thành phố - Vị trí, khoảng cách, khả tiếp cận, trạng thái gần gủi không gian thời gian MIS (Hệ thống quản lí thơng tin) - Để quản lí khối lượng lớn liệu thuộc tính liên quan đến lớp phường xã - Khối lượng rác thải từ thùng rác, đường phố, đường, phường, khu vực, vùng thành phố Cấu thành Hệ thống thông tin quản lý - Báo cáo hàng ngày, hàng tuần, hàng tháng - Các mức độ khác nhau: cấp thành phố, cấp quận huyện, cấp phường xã - Báo cáo chi tiết lượng rác thải, độ khô độ ẩm rác Nội dung Báo cáo gồm: - Thùng rác, xe đẩy tay, xe ben, xe tải - Phân tích tuyến đường – điểm thu gom tuyến khối lượng rác thải tuyến (tồn tuyến đường tối ưu hố) - Phân tích vị trí – phân loại khu phố (mức độ phường), phân thành phường (mức độ quận), trạm trung chuyển (mức độ quận huyện) - Tần số thu dọn - Vị trí bãi chơn lấp GPS (Global Positioning System - Hệ thống định vị toàn cầu) Giúp: - Giám sát xe chở rác - Tối ưu hoá tuyến đường xe tải vận chuyển rác - Giúp đánh giá hiệu máy móc vận chuyển Nhu cầu cần GPS - Xe tải phương tiện để di chuyển rác chất thải khác Chúng thực nhiều chuyến ngày Do việc giám sát theo dõi xe tải hoạt động quan trọng GPS giúp di dời rác thải cách có hiệu Tính cấp thiết phải ứng dụng GIS – GPS - Số lượng bãi chôn lấp tăng lên - Vị trí bãi chơn lấp nằm vị trí khác thành phố - Sức chứa bãi chôn lấp đại lượng xác định Lợi ích việc ứng dụng GIS – GPS - Giám sát theo dõi xe tải nơi, lúc - Nhận dạng biết biến cố lạc đường trình hoạt động - Nhận dạng phương tiện không làm việc suốt trình hoạt động - Ước tính số km hoạt động phận đo km xe tải - Tối ưu hoá tuyến đường ngắn từ điểm thu gom đến bãi chôn lấp Hệ thống thông tin địa lý công nhận hệ thống với nhiều lợi ích khơng cơng tác thu thập đo đạc địa lý mà vấn đề quản lý tài nguyên thiên nhiên, phân tích trạng dự báo xu hướng diễn biến môi trường Vì thế, GIS đón nhận áp dụng rộng rãi quan nghiên cứu nước ta Hiện nay, ứng dụng GIS quản lý môi trường đẩy mạnh nhằm phát hiện, đánh giá, dự báo mức độ gây ô nhiễm cho khu vực để đưa hướng giải nhanh có hiệu Năm 2004, xây dựng thành cơng mơ hình ENVIMAP 2.0, ECOMAP 2.0 mơ hình quản lý, đánh giá nhiễm khơng khí ống khói nhà máy, sở sản xuất theo dõi phát tán, lan truyền chúng khơng khí Năm 2005, ứng dụng GIS việc quản lý rác thải tỉnh thành, điển hình quận quận 10 thành phố Hồ Chí Minh phần mềm TISWAM 1.0 Với GIS, ta dễ dàng nhập tìm kiếm liệu vị trí điểm tập kết, điểm trung chuyển quan sát vận chuyển chất thải đồ Năm 2006, thành công việc ứng dụng công nghệ thông tin để xác định bãi chôn lấp rác thành phố Đà Nẵng Phần mềm LANDFILL đời nhằm hỗ trợ nhà qui hoạch xác định vị trí bãi chơn lấp phù hợp với địa phương khảo sát Trong báo cáo khoa học có tiêu đề "Phần mềm hỗ trợ quy hoạch bãi chôn lấp rác" trình bày Hội nghị khoa học công nghệ Nam Trung Bộ Tây Nguyên tổ chức Qui Nhơn, TSKH Bùi Văn Ga cộng đưa phần mềm hỗ trợ quy hoạch bãi chôn lấp rác cho Tp Đà Nẵng Theo đó, trạm trung chuyển rác xây dựng Hịa Q, phía Nam Đà Nẵng nhà máy sản xuất phân vi sinh, phù hợp với nghiên cứu đề xuất dự án thử nghiệm Riêng vị trí bãi chơn lấp rác, nhóm nghiên cứu khảo sát vị trí cho Tp Đà Nẵng Việc khảo sát tiến hành sở liệu GIS thu thập điều tra xã hội học Do điều kiện kinh phí khơng cho phép, nên chưa có điều kiện để khảo sát yếu tố quan trọng khác tính chất đất đai, nước ngầm Lê Văn Thăng cộng thành công việc xây dựng sở liệu GIS hệ thống thu gom chất thải TP Huế Việc ứng dụng GIS xếp lại hệ thống thu gom chất thải tiểu khu quy hoạch Nam Vỹ Dạ, thành phố Huế, nơi có 71% thùng rác tải; 10% chứa rác; 53% đặt khơng hợp lý hư hỏng 47%, cho thấy, cần thêm 18 thùng rác mới; điều chỉnh 10 vị trí; giữ nguyên 17 thùng; qua giải vấn nạn đổ rác bên ngồi thùng rác Ứng dụng cơng nghệ GIS xếp lại hệ thống thu gom chất thải cho khu vực Nam sông Hương thành phố Huế nơi có 239 thùng rác với tỷ lệ thùng rác/km2, 666 người/thùng rác, khắc phục bất cập thu gom chất thải khu vực có thùng rác tải, rác đổ vỉa hè, lề đường, bờ sông Ứng dụng GIS xếp lại hệ thống thu gom chất thải dựa liệu không gian, liệu thuộc tính xây dựng đồ hệ thống thu gom chất thải Hệ thống thùng rác xếp dựa kết phân tích khơng gian lớp thùng rác có Theo đó, lớp thùng hình thành từ hai mảng: điều chỉnh vị trí định vị thùng rác thêm Sử dụng phần mềm MapInfo 8.0 để ghép nối hai mảng lưu thành bảng ghi thùng rác vào đặc điểm riêng tiểu vùng đồng thời, tập trung ứng dụng phân tích khơng gian kết hợp phương pháp đánh giá nhanh nguồn phát sinh chất thải tham khảo ý kiến cộng đồng để định Ứng dụng GIS xếp lại hệ thống thu gom chất thải giúp đánh giá chi tiết trạng hệ thống thu gom xếp lại hệ thống thùng rác nhiều khu vực; kết hợp công nghệ GIS với phương pháp khác để giải đầy đủ mối quan hệ hệ thống thu gom yếu tố tác động; cho hiệu cao thành lập đồ, đặc biệt yêu cầu nhanh chóng, xác; khắc phục nhược điểm phương pháp lập đồ truyền thống thu gom rác./ Tính cấp thiết Ngày nay, với trình phát triển giới, kinh tế Việt Nam có bước chuyển biến mạnh mẽ, q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa diễn với nhịp độ cao Q trình phát triển mang lại lợi ích kinh tế xã hội to lớn, góp phần nâng cao đời sống vật chất tinh thần người dân, đồng thời kéo theo vấn đề mơi trường ngày nghiêm trọng hợn Một vấn đề mơi trường đáng quan tâm chất thải rắn sinh hoạt đô thị Hàng năm tổng khối lượng chất thải rắn phát sinh toàn quốc khoảng 15 triệu tấn, có 2,8 triệu chất thải rắn công nghiệp (chiếm 30 - 37%) tổng tải lượng chất thải rắn Chất thải rắn trung tâm cơng nghiệp phía Bắc phía Nam chiếm khoảng 80%, Vùng kinh tế trọng điểm phía Nam chiếm 50%, vùng Đồng Sông Hồng ven Bắc Bộ chiếm 30% tổng khối lượng chất thải rắn công nghiệp Do tính phức tạp việc quản lý chất thải rắn nên hầu hết đô thị Việt Nam công tác quản lý chất thải rắn gặp nhiều khó khăn, vấn đề chồng chéo quản lý việc khơng thể tránh khỏi Đó vấn đề đáng lo ngại cho nhà quản lý chất thải rắn đô thị Thành phố Thái Ngun thị loại I, trung tâm trị, kinh tế, văn hóa, xã hội tỉnh Thái Nguyên đầu mối giao thông tỉnh trung du, miền núi phía Bắc Đồng hành với phát triển sản xuất công nghiệp dịch vụ thành phố áp lực môi trường nhiều loại chất thải, chủ yếu chất thải rắn gây Tuy hệ thống quản lý chất thải rắn TP Thái Nguyên xây dựng hoạt động quan tâm đạo UBND tỉnh, Sở Tài nguyên Môi trường, Phịng Tài ngun Mơi trường thành phố, ban ngành chức khác chưa hiệu Rác thải sau thải bỏ chưa thu gom triệt để, sau thu gom chưa xử lý quy định gây nên mùi hôi thối, cảnh quan thành phố, gây xúc cho người dân địa phương khách du lịch đến tham quan Mục tiêu - Tìm hiểu đánh giá trạng thu gom, vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt TP Thái Nguyên - Thể trực quan đồ thông tin hệ thống thu gom, vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt TP Thái Ngun - Ứng dụng mơ hình tốn để dự báo gia tăng dân số, dự báo lượng rác thải phát sinh, tính tốn số lượng xe thùng đẩy cần thiết cho công tác thu gom, vận chuyển rác TP Thái Nguyên.       Nội dung Nội dung 1: Điều tra, khảo sát, thu thập tài liệu, số liệu, đồ - Thu thập thông tin điều kiện tự nhiên, tình hình phát triển kinh tế - xã hội TP Thái Nguyên - Thu thập tài liệu đồ: đồ ranh giới hành chính, đồ giao thông, đồ quy hoạch khu dân cư,… TP Thái Nguyên; - Điều tra, khảo sát phân tích trạng hệ thống thu gom, vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt TP Thái Nguyên; - Nghiên cứu phân tích tài liệu ngồi nước liên quan tới cơng tác quản lý chất thải rắn sinh hoạt, hệ thống thông tin địa lý ứng dụng hệ thống thông tin địa lý quản lý thu gom, vận chuyển chất thải rắn Nội dung 2: Thiết kế mơ hình liệu - Thiết kế mơ hình liệu thuộc tính: + Các thơng tin, số liệu, hình ảnh cơng tác quản lý chất thải rắn sinh hoạt TP Thái Nguyên: lượng rác phát sinh, tình hình thu gom, khối lượng thu gom, thời gian thu gom, lực lượng, phương tiện thu gom, vận chuyển, lộ trình thu gom, vận chuyển, bãi chôn lấp, … + Hiện trạng đoạn đường như: chiều dài, chiều rộng, cao điểm, chiều lưu thơng v.v - Thiết kế mơ hình liệu khơng gian: + Lớp liệu vùng hành TP Thái Nguyên; + Lớp liệu đường giao thông TP Thái Nguyên; + Lớp liệu chợ; + Lớp liệu bệnh viện; + Lớp liệu công viên; + Lớp liệu bãi chôn lấp; + Lớp liệu vị trí điểm hẹn; + Lớp liệu vị trí điểm dọc tuyến; + Lớp liệu thùng rác công cộng composit Nội dung 3: Xây dựng lộ trình thu gom, vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt địa bàn TP Thái Nguyên - Xây dựng đồ điểm hẹn, điểm dọc tuyến, thùng rác công cộng, hệ thống quản lý thu gom chất thải rắn sinh hoạt địa bàn TP Thái Nguyên; - Xây dựng đồ lộ trình thu gom, vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt cho TP Thái Nguyên; - Bố trí số lượng xe thu gom phường; - Bố trí thùng composit gợi ý Nội dung 4: Dự báo gia tăng dân số, dự báo lượng rác thải phát sinh, tính tốn số lượng xe thùng đẩy cần thiết cho công tác thu gom, vận chuyển rác TP Thái Ngun - Ứng dụng mơ hình dự đoán gia tăng dân số; - Ứng dụng mơ hình dự đốn khối lượng rác phát sinh; - Ứng dụng mơ hình tính tốn số phương tiện cần đầu tư - Đưa số vấn đề phát sinh quản lý chất thải rắn sinh hoạt TP Thái Nguyên đề xuất hướng giải Tải file Ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý (GIS) vào công tác quản lý thu gom, vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên PP nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu sở lí thuyết Nghiên cứu phân tích tài liệu ngồi nước liên quan tới công tác quản lý chất thải rắn sinh hoạt, hệ thống thông tin địa lý ứng dụng hệ thống thông tin địa lý quản lý thu gom, vận chuyển chất thải rắn Phương pháp thu thập thông tin, số liệu Phương pháp kế thừa kết nghiên cứu tác giả trước số liệu thu thập từ Sở Tài nguyên Môi trường, Công ty quản lý Môi trường đô thị, Cục Thống kê Thái Nguyên, UBND TP Thái Nguyên,… số liệu thu thập từ đề tài, dự án, báo cáo môi trường để làm sở liệu cho đề tài Các số liệu thu thập gồm: - Số liệu điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội TP Thái Nguyên; - Các thơng tin, số liệu, hình ảnh cơng tác quản lý chất thải rắn sinh hoạt TP Thái Nguyên: lượng rác phát sinh, tình hình thu gom, khối lượng thu gom, thời gian thu gom, lực lượng, phương tiện thu gom, vận chuyển, lộ trình thu gom, vận chuyển, bãi chôn lấp, … - Hiện trạng đoạn đường như: chiều dài, chiều rộng, cao điểm, chiều lưu thông; - Thu thập đồ: đồ ranh giới hành chính, đồ giao thơng, đồ quy hoạch khu dân cư,… TP Thái Nguyên Phương pháp khảo sát thực địa Trên sở nghiên cứu mặt lí thuyết số liệu thu thập được, tiến hành khảo sát thực tế: - Quan sát trạng chất thải rắn sinh hoạt hàng ngày địa bàn TP Thái Nguyên; - Khảo sát khối lượng thu gom điểm hẹn điểm dọc tuyến, quy trình thu gom, vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt xem có với quy trình văn khơng Phương pháp phân tích, tổng hợp số liệu - Trên sở số liệu thu thập được, với số liệu khảo sát thực tế tiến hành phân tích, tổng hợp, xử lý nguồn số liệu, sau chọn lọc số liệu cần thiết để làm sở liệu cho đề tài; - Phân tích đánh giá trạng kinh tế, xã hội công tác thu gom, vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt TP Thái Nguyên Phương pháp số hoá đồ Từ đồ gốc TP Thái Nguyên, dùng phần mềm Acview 3.1 để số hoá lại lớp đồ (như: lớp giao thông, lớp sơng, ranh giới hành chính,…) cho phù hợp với mục tiêu đề tài Phương pháp toán học Ứng dụng mơ hình tốn để dự báo gia tăng dân số, dự báo lượng rác thải phát sinh, tính tốn số lượng xe thùng đẩy cần thiết cho công tác thu gom, vận chuyển rác thành phố - Mơ hình dự đốn gia tăng dân số; - Mơ hình dự đốn khối lượng rác phát sinh; - Mơ hình tính tốn số phương tiện cần đầu tư Hiệu KTXH Bài báo TCQG: 02; Hướng dẫn CH: 01 Sản phẩm ứng dụng: Bộ CSDL môi trường (CSDL thuộc tính CSDL khơng gian) liên quan tới cơng tác quản lý chất thải rắn sinh hoạt TP Thái Nguyên Từ kết nghiên cứu ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý (GIS) vào công tác quản lý thu gom, vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên Đề tài đánh giá lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh, tình hình thu gom, vận chuyển xử lý chất thải rắn sinh hoạt địa bàn thành phố Thái Nguyên Cung cấp sở khoa học phục vụ công tác xây dựng kế hoạch quản lý chất thải rắn cách hiệu giai đoạn mới, nhằm hướng tới mục tiêu phát triển bền vững kinh tế xã hội môi trường thành phố Thái Nguyên Giúp đào tạo đội ngũ cán khoa học sinh viên liên quan đến chuyên ngành nghiên cứu ĐV sử dụng - Phịng Tài ngun Mơi trường Thành phố Thái Nguyên; - Công ty Môi trường Đô thị Thái Nguyên; - Sinh viên, giáo viên ngành Tài nguyên môi trường  ... tác quản lý chất thải rắn sinh hoạt TP Thái Nguyên Từ kết nghiên cứu ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý (GIS) vào công tác quản lý thu gom, vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt thành phố Thái Nguyên, . .. quan tới cơng tác quản lý chất thải rắn sinh hoạt, hệ thống thông tin địa lý ứng dụng hệ thống thông tin địa lý quản lý thu gom, vận chuyển chất thải rắn Phương pháp thu thập thông tin, số liệu... đánh giá trạng thu gom, vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt TP Thái Nguyên - Thể trực quan đồ thông tin hệ thống thu gom, vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt TP Thái Nguyên - Ứng dụng mơ hình tốn