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

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM LÊ VIẾT DƯƠNG ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) VÀO CÔNG TÁC QUẢN LÝ, THU GOM, VẬN CHUYỂN CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT TẠI CÁC PHƯỜNG TRUNG TÂM THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN, TỈNH THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Thái Nguyên - 2012 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM LÊ VIẾT DƯƠNG ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) VÀO CÔNG TÁC QUẢN LÝ, THU GOM, VẬN CHUYỂN CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT TẠI CÁC PHƯỜNG TRUNG TÂM THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN, TỈNH THÁI NGUYÊN Chuyên ngành: Khoa học Môi trường Mã số: 60.44.03.01 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Thanh Hải Thái Nguyên - 2012 ii LỜI CAM ĐOAN - Tôi xin cam đoan rằng những số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. - Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều đã được chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả Lê Viết Dương iii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành bản luận văn này ngoài sự nỗ lực của bản thân tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của cơ quan, các thầy cô, bạn bè đồng nghiệp và gia đình. Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Thanh Hải người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và đóng góp những ý kiến quý báu trong quá trình thực hiện luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Khoa Tài Nguyên và Môi trường, Khoa Sau đại học - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã có sự giúp đỡ tận tình trong quá trình tôi học tập và thực hiện đề tài. Tôi xin cảm ơn Phòng Tài nguyên và Môi trường thành phố Thái Nguyên, Công ty Môi trường và Công trình đô thị Thái Nguyên đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi nghiên cứu và thực hiện đề tài này. Tôi xin chân thành cảm ơn tới tất cả đồng nghiệp, bạn bè và người thân đã luôn động viên và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành bản luận văn này. Tác giả Lê Viết Dương iv MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 1. Lý do chọn đề tài 1 2. Mục đích của đề tài 2 3. Nhiệm vụ của đề tài 2 4. Ý nghĩa của đề tài 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 1.1. Cơ sở khoa học 4 1.1.1. Một số khái niệm về CTR sinh hoạt 4 1.1.2. Nguồn gốc và thành phần CTR sinh hoạt 5 1.1.2.1. Nguồn gốc CTR sinh hoạt 5 1.1.2.2. Thành phần CTR sinh hoạt 5 1.1.3. Phân loại CTR sinh hoạt 6 1.1.4. Quản lý, thu gom, vận chuyển CTR sinh hoạt 8 1.2. Cơ sở pháp lý của đề tài 9 1.3. Giới thiệu về Hệ thống thông tin địa lý (GIS) 10 1.3.1. Định nghĩa GIS 10 1.3.2. Phạm vi ứng dụng GIS 11 1.3.3. Hợp phần của GIS 12 1.3.4. Chức năng của GIS 13 1.3.5. Mô hình dữ liệu cho GIS 15 1.3.5.1. Dữ liệu không gian 16 1.3.5.2. Dữ liệu thuộc tính 19 1.4. Tình hình ứng dụng của GIS trong nghiên cứu môi trường 19 1.4.1. Trên thế giới 19 1.4.2. Ở Việt Nam 120 1.5. Ứng dụng GIS trong quản lý, thu gom, vận chuyển CTR 20 1.5.1. Trên thế giới 20 1.5.2. Ở Việt Nam 21 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 22 2.1.1. Đội tượng nghiên cứu 22 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu 22 2.2. Địa điểm và thời gian tiến hành 22 v 2.3. Nội dung nghiên cứu 22 2.4. Phương pháp nghiên cứu 23 2.4.1. Phương pháp nghiên cứu các cơ sở lý thuyết 23 2.4.2. Phương pháp thu thập thông tin, số liệu 23 2.4.3. Phương pháp khảo sát thực địa 23 2.4.4. Phương pháp phân tích, tổng hợp số liệu 24 2.4.5. Phương pháp số hóa bản đồ 24 2.4.6. Phương pháp toán học 24 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 27 3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của TP. Thái Nguyên 27 3.1.1. Điều kiện tự nhiên 27 3.1.1.1. Vị trí địa lý 27 3.1.1.2. Địa hình 28 3.1.1.3. Khí hậu 28 3.1.1.4. Thủy văn 28 3.1.1.5. Tài nguyên thiên nhiên 29 3.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội 30 3.1.2.1. Dân cư 30 3.1.2.2. Hiện trạng kinh tế 30 3.1.2.3. Cơ sở hạ tầng 31 3.1.2.4. Các lĩnh vực xã hội khác 31 3.2. Giới thiệu phần mềm Arcview GIS 3.2 32 3.2.1. Các khái niệm cơ bản trong Arcview 32 3.2.2. Khả năng làm việc của phần mềm Arcview 33 3.2.3. Ứng dụng Arcview trong quản lý thu gom, vận chuyển CTR 33 3.3. Hiện trạng hệ thống thu gom, vận chuyển và quản lý CTR sinh hoạt tại TP. Thái Nguyên 34 3.3.1. Hiện trạng thu gom, vận chuyển CTR sinh hoạt tại TP. Thái Nguyên 34 3.3.1.1. Nguồn phát sinh CTR sinh hoạt 34 3.3.1.2. Khối lượng, thành phần 36 3.3.1.3. Công tác thu gom, vận chuyển 39 3.3.1.4. Điểm tập kết rác 40 3.3.1.5. Quy trình thu gom, vận chuyển 42 3.3.2. Hiện trạng quản lý CTR sinh hoạt tại TP. Thái Nguyên 43 3.3.3. Hiện trạng xử lý CTR sinh hoạt tại TP. Thái Nguyên 44 3.3.4. Đánh giá công tác thu gom, vận chuyển CTR sinh hoạt vi tại TP. Thái Nguyên 45 3.3.4.1. Đánh giá về trang thiết bị 45 3.3.4.2. Đường xá phuc vụ vận chuyển 45 3.3.4.3. Công tác thu gom 46 3.3.4.4. Công tác vận chuyển 46 3.3.4.5. Đánh giá công tác xử lý bãi rác 46 3.3.5. Những vấn đề đặt ra cần giải quyết về CTR sinh hoạt tại TP. Thái Nguyên 46 3.4. Ứng dụng GIS vào công tác quản lý, thu gom, vận chuyển CTR sinh hoạt tại TP. Thái Nguyên 47 3.4.1. Vai trò của hệ thống thông tin địa lý trong công tác quán lý, thu gom, vận chuyển CTR sinh hoạt tại TP. Thái Nguyên 47 3.4.2. Xây dựng cơ sở dữ liệu 48 3.4.3. Xây dựng bản đồ hành chính, khối lượng rác phát sinh, các điểm hẹn, hệ thống quản lý thu gom CTR sinh hoạt trên 10 phường TP. Thái Nguyên 53 3.4.4. Xây dựng bản đồ lộ trình thu gom, vận chuyển CTR sinh hoạt cho 10 phường trung tâm TP. Thái Nguyên 60 3.4.4.1. Nguyên tắc vạch tuyến chung 61 3.4.4.2. Các bước lập tuyến thu gom 61 3.4.4.3. Phương tiện và phương pháp vận chuyển 62 3.4.4.4. Lựa chon các con đường thích hợp 62 3.4.5. Bố trí số lượng xe thu gom trên từng phường 69 3.4.6. Bố trí thùng Composit gợi ý 70 3.5. Dự báo sự gia tăng dân số, khối lượng rác phát sinh và số phương tiện cần thiết để phục vụ cho việc thu gom, vận chuyển CTR sinh hoạt của TP. Thái Nguyên đến năm 2020 73 3.5.1. Dự báo sự gia tăng dân số của TP. Thái Nguyên đến năm 2020 73 3.5.2. Dự báo khối lượng rác phát sinh của TP. Thái Nguyên đến năm 2020 74 3.5.3. Dự kiến số phương tiện thu gom, vận chuyển CTR cần đầu tư của TP. Thái Nguyên đến năm 2020 75 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 77 1. Kết luận 77 2. Đề nghị 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BCL: Bãi chôn lấp CNH - HĐH: Công nghiệp hóa - hiện đại hóa CTR: Chất thải rắn CSDL: Cơ sở dữ liệu ESRI: Viện nghiên cứu hệ thống môi trường GIS: Hệ thống thông tin địa lý GPS: Hệ thống định vị toàn cầu MIS: Hệ thống thông tin quản lý TP: Thành phố TSKH Tiễn sỹ khoa học TN&MT: Tài nguyên và Môi trường UBND: Ủy ban nhân dân viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Thành phần CTR sinh hoạt đặc trưng 06 Bảng 1.2. Phân loại CTR theo công nghệ quản lý, xử lý 07 Bảng 1.3. So sánh sự khác nhau giữa dữ liệu vector và rastor 18 Bảng 3.1. Dân số trung bình TP. Thái Nguyên giai đoạn 2005 - 2010 30 Bảng 3.2. Nguồn phát sinh CTR sinh hoạt tại TP. Thái Nguyên 35 Bảng 3.3. Tổng lượng rác thải phát sinh theo khu vực của TP. Thái Nguyên 36 Bảng 3.4. Tổng khối lượng rác phát sinh theo ngày tại 10 phường trung tâm TP. Thái Nguyên năm 2010 36 Bảng 3.5. Tổng lượng rác thải thu gom tại 10 phường trung tâm TP. Thái Nguyên năm 2010 37 Bảng 3.6. Lượng rác thải được thu gom và xử lý qua các năm từ 2005 đến 2010 của TP. Thái Nguyên 38 Bảng 3.7. Tỷ lệ thành phần CTR sinh hoạt tại TP. Thái Nguyên 38 Bảng 3.8. Phương tiện thu gom CTR sinh hoạt toàn TP. Thái Nguyên 40 Bảng 3.9. Số lượng các điểm tập kết trên địa bàn 10 phường trung tâm TP. Thái Nguyên 41 Bảng 3.10. Bảng dữ liệu về hành chính 10 phường trung tâm TP. Thái Nguyên 49 Bảng 3.11. Bảng dữ liệu của 10 phường trung tâm TP. Thái Nguyên 49 Bảng 3.12. Bảng dữ liệu về giao thông 10 phường trung tâm TP. Thái Nguyên 50 Bảng 3.13. Bảng dữ liệu đường giao thông 10 phường trung tâm TP. Thái Nguyên50 Bảng 3.14. Bảng dữ liệu các chợ trong 10 phường trung tâm TP. Thái Nguyên 51 Bảng 3.15. Bảng dữ liệu các chợ trên 10 phường trung tâm TP. Thái Nguyên 51 Bảng 3.16. Bảng dữ liệu BCL của TP. Thái Nguyên 52 Bảng 3.17. Bảng dữ liệu BCL của TP. Thái Nguyên 52 Bảng 3.18. Bảng dữ liệu vị trí điểm hẹn thu gom rác của 10 trung tâm TP. Thái Nguyên 52 Bảng 3.19. Bảng dữ liệu vị trí các điểm hẹn trong 10 trung tâm TP. Thái Nguyên 53 Bảng 3.20. Các con đường được chọn theo điều kiện trên 10 phường trung tâm TP. Thái Nguyên 65 Bảng 3.21. Bảng bố trí xe thu gom trên 10 phường trung tâm TP. Thái Nguyên 70 Bảng 3.22. Giá trị tính toán dân số bằng phương pháp bình phương cực tiểu 73 Bảng 3.23. Ước tính dân số TP. Thái Nguyên từ năm 2012 - 2020 73 Bảng 3.24. Giá trị tính toán lượng rác bằng phương pháp bình phương cực tiểu 74 Bảng 3.25. Khối lượng CTR sinh hoạt phát sinh trên địa bàn TP. Thái Nguyên đến năm 2020 74 Bảng 3.26. Nhu cầu xe ép rác từ nay đến năm 2020 76 ix DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Nguồn phát sinh CTR sinh hoạt 05 Hình 1.2. GIS và các hệ thống liên quan 11 Hình 1.3. Các hợp phần phần cứng chính 12 Hình 1.4. Thành phần chính của GIS 13 Hình 1.5. Mối quan hệ giữa các chức năng cơ bản của phần mềm GIS 14 Hình 1.6. Xuất dữ liệu và trình bày dữ liệu 15 Hình 1.7. Mối liên quan giữa dữ liệu không gian với phi không gian 16 Hình 1.8. Biểu diễn các đối tượng kiểu cấu trúc dữ liệu vector 17 Hình 1.9. Sự khác biệ giữa cấu trúc dữ liệu vector với dữ liệu rastor trong thể hiện đối tượng đường 18 Hình 3.1. Biểu đồ nguồn phát sinh CTR sinh hoạt tại TP. Thái Nguyên 35 Hình 3.2. Biểu đồ tổng khối lượng rác phát sinh tại 10 phường trung tâm TP. Thái Nguyên năm 2010 37 Hình 3.3. Biểu đồ thành phần rác thải của TP. Thái Nguyên 39 Hình 3.4. Sơ đồ thu gom CTR sinh hoạt hiện nay ở TP. Thái Nguyên 42 Hình 3.5. Sơ đồ cơ cấu tổ chức Công ty Môi trường và Công trình đô thị Thái Nguyên 43 Hình 3.6. Bản đồ hành chính 10 phường trung tâm TP. Thái Nguyên 54 Hình 3.7. Bản đồ khối lượng CTR sinh hoạt phát sinh mỗi ngày trên 10 phường trung tâm TP. Thái Nguyên năm 2010 55 Hình 3.8. Bản đồ quy mô khối lượng rác tại các điểm hẹn trên 10 phường trung tâm TP. Thái Nguyên 56 Hình 3.9. Bản đồ mật độ dân số và sự phân bố điểm hẹn trên 10 phường trung tâm TP. Thái Nguyên 57 Hình 3.10. Bản đồ hiện trạng hệ thống quản lý CTR sinh hoạt tại 10 phường trung tâm TP. Thái Nguyên 58 Hình 3.11. Bản đồ các con đường được chọn theo điều kiện trên 10 phường trung tâm TP. Thái Nguyên 64 Hình 3.12. Bản đồ tuyến thu gom số 1 gợi ý tối ưu về đoạn đường trên 10 phường trung tâm TP. Thái Nguyên 67 Hình 3.13. Bản đồ tuyến thu gom số 2 gợi ý tối ưu về đoạn đường trên 10 phường trung tâm TP. Thái Nguyên 68 Hình 3.14. Bản đồ bố trí thùng rác công cộng gợi ý trên 10 phường trung tâm TP. Thái Nguyên 72 [...]... thụng tin a lý (GIS) vo cụng tỏc qun lý, thu gom, vn chuyn cht thi rn sinh hot ti cỏc phng trung tõm TP Thỏi Nguyờn, tnh Thỏi Nguyờn c thc hin, nhm nõng cao hiu qu cụng tỏc qun lý CTR sinh hot v nhm y mnh vic ng dng cụng ngh thụng tin vo cụng tỏc qun lý mụi trng 2 Mc ớch ca ti - ng dng H thng thụng tin a lý nhm gim bt s phc tp, chng chộo trong cụng tỏc qun lý CTR sinh hot cho TP Thỏi Nguyờn - Tin hc... 2002)[17] 8 1.1.4 Qun lý, thu gom, vn chuyn cht thi rn sinh hot Hot ng qun lý CTR sinh hot bao gm cỏc hot ng quy hoch, qun lý, u t xõy dng c s h tng qun lý CTR sinh hot, cỏc hot ng phõn loi, thu gom, lu tr, vn chuyn, tỏi ch, tỏi s dng v x lý CTR sinh hot nhm ngn nga, gim thiu nhng tỏc ng cú hi i vi mụi trng v sc khe con ngi H thng qun lý cht thi rn ụ th l mt c cu t chc qun lý chuyờn trỏch v CTR, cú... cho ti Cỏc s liu thu thp gm: - S liu v iu kin t nhiờn, kinh t - xó hi ca TP Thỏi Nguyờn; - Cỏc thụng tin, s liu, hỡnh nh v cụng tỏc qun lý CTR sinh hot ti TP Thỏi Nguyờn: lng rỏc phỏt sinh, tỡnh hỡnh thu gom, khi lng thu gom, thi gian thu gom, lc lng, phng tin thu gom, vn chuyn, l trỡnh thu gom, vn chuyn, bói chụn lp - Hin trng v cỏc on ng nh: chiu di, chiu rng, chiu lu thụng; - Thu thp bn : bn ranh... gom, vn chuyn CTR sinh hot ti TP Thỏi Nguyờn m trng tõm l cỏc phng trung tõm; - Tỡm hiu hin trng thu gom, vn chuyn CTR sinh hot ti TP Thỏi Nguyờn, trờn c s ú ỏnh giỏ hin trng ca h thng thu gom, vn chuyn ny; - Th hin trc quan trờn bn TP Thỏi Nguyờn cỏc thụng tin v h thng thu gom, vn chuyn CTR sinh hot ti cỏc phng trung tõm; - a ra mt s vn phỏt sinh trong qun lý CTR sinh hot ti cỏc phng trung tõm TP Thỏi... cú liờn quan n CTR, qun lý hnh chớnh, ti chớnh, lut l, quy hoch v k thut Hot ng qun lý CTR sinh hot thc hin ti u húa bao gm cỏc yu t: qun lý CTR sinh hot ti ngun phỏt sinh, qun lý vic lu gi CTR sinh hot ti ch (lu cha tm thi), qun lý s thu gom v vn chuyn CTR sinh hot, qun lý s tiờu hy CTR sinh hot - Phõn loi rỏc thi: nhm tỏch lc ra nhng thnh phn khỏc nhau phc v cho cụng tỏc tỏi sinh, tỏi ch Phõn loi rỏc... thng qun lý CTR sinh hot trờn a bn TP Thỏi Nguyờn - Xõy dng c s d liu (CSDL) mụi trng liờn quan ti cụng tỏc qun lý CTR sinh hot ti TP Thỏi Nguyờn - D bỏo c s gia tng dõn s, d bỏo lng rỏc phỏt sinh cho TP Thỏi Nguyờn trong nhng nm ti, t ú cú th d bỏo s phng tin cn thit phc v cho vic thu gom, vn chuyn CTR sinh hot cho TP Thỏi Nguyờn n nm 2020 3 Nhim v ca ti - Thu thp cỏc thụng tin v h thng thu gom, vn... dng k hoch qun lý CTR ca TP Thỏi Nguyờn mt cỏch hiu qu trong giai on mi, nhm hng ti mc tiờu phỏt trin bn vng kinh t - xó hi v mụi trng trong thnh ph * í ngha thc tin - ỏnh giỏ c lng CTR sinh hot phỏt sinh, tỡnh hỡnh thu gom, vn chuyn v x lý CTR sinh hot trờn a bn TP Thỏi Nguyờn - Xõy dng c b c s d liu thuc tớnh v d liu khụng gian phc v cụng tỏc thu gom, vn chuyn CTR sinh hot ti cỏc phng trung tõm ca... CTR sinh hot ti TP Thỏi Nguyờn; - ng dng GIS vo cụng tỏc qun lý thu gom, vn chuyn CTR sinh hot ti TP Thỏi Nguyờn 23 - D bỏo s gia tng dõn s, khi lng rỏc phỏt sinh v s phng tin cn thit phc v cho vic thu gom, vn chuyn CTR sinh hot ca TP Thỏi Nguyờn n nm 2020 2.4 Phng phỏp nghiờn cu 2.4.1 Phng phỏp nghiờn cu cỏc c s lớ thuyt Nghiờn cu v phõn tớch ti liu trong v ngoi nc liờn quan ti cụng tỏc qun lý CTR sinh. .. t v cht thi cụng nghip 7 Theo cụng ngh qun lý, x lý Ngy nay, vic ng dng khoa hc k thut trong tng lnh vc thc t ó gúp phn gim thiu chi phớ cho cỏc cụng on tha trong cỏc quỏ trỡnh x lý Vic phõn chia CTR theo cụng ngh qun lý, x lý l mt bc tin quan trng, giỳp hiu qu ca quy trỡnh x lý tng lờn, gim thiu lng ụ nhim Bng 1.2 Phõn loi CTR theo cụng ngh qun lý, x lý Thnh phn nh ngha Vớ d 1 Cỏc cht chỏy + Cỏc... hng dn qun lý qu mụi trng - QCVN 07:2010/BXD - H tng k thut ụ th, chng 9 SWM 1.3 Gii thiu v H thng thụng tin a lý (GIS) 1.3.1 nh ngha GIS H thng thụng tin a lý (GIS) c nhn thc nh l mt h thng s dng to lp, lu tr, phõn tớch v qun lý d liu khụng gian v cỏc thuc tớnh liờn quan Di gúc hp hn, nú c coi l h thng ca mỏy tớnh cú kh nng tớch hp, lu tr, sa i, phõn tớch, chia s v th hin nhng thụng tin a lý GIS l . ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) VÀO CÔNG TÁC QUẢN LÝ, THU GOM, VẬN CHUYỂN CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT TẠI CÁC PHƯỜNG TRUNG TÂM THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN, TỈNH THÁI NGUYÊN Chuyên. trình quản lý và ra quyết định. Với các lí do trên, đề tài: Ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý (GIS) vào công tác quản lý, thu gom, vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt tại các phường trung tâm. HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM LÊ VIẾT DƯƠNG ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) VÀO CÔNG TÁC QUẢN LÝ, THU GOM, VẬN CHUYỂN CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT TẠI