Giáo trình điện tử phân tích hệ thống môi trường

Phân tích hệ thống ứng dụng chung cho các loại hệ thống quản lý những ứng dụng phân tích hệ thống môi trường trong các doanh nghiệp, Nguyên lý và nội dung thiết kế hệ thống quản lý môi trường; phân tích cấu trúc hệ thống

Phaâ n tích

Envir onmental systems analysis

TS.GVC CheáÑình Lyù

Giáo trình ñiện tử

Dành cho học viên Cao học ngành Quản lý Môi trường

Thời lượng: 30 tiết

Mục tiêu môn học

1 Giúp người học trang bị tư duy và phương pháp luận hệ thống,

nắm vững các khái niệm (concepts) và nguyên lý (principles), vận dụng vào thực tiễn ngành nghề cũng như cuộc sống ñời thường,

2 Trang bị cho người học một số các công cụ phân tích liên quan ñến

các hệ thống tự nhiên, xã hội nhằm giải quyết các nhiệm vụ phân tích trong lĩnh vực môi trường như: Phương pháp phân tích SWOT, Phương pháp LOGFRAME, Đánh giá tác ñộng môi trường (EIA =

Envieonmental Impacts Assessment); Đánh giá chu trình sống (LCA

= Life cycle Assessment); Phân tích luồng vật chất (Material Flow analysis = MFA hay SFA = Substance Flow analysis); Phân tích rủi

ro môi trường (Environmental Risk Assessment = ERA); Phân tích ñầu vào-ñầu ra (Input-Output analysis =IOA)

3 Phát triển cho người học các kỹ năng của 6 bậc tri thức: kiến thức

– hiểu – áp dụng – phân tích – tổng hợp - ñánh giá nhằm áp dụng vào nghiên cứu , quản lý trong lĩnh vực môi trường

Chương trình – nội dung môn học

Bài 1: Phân tích hệ thống môi trường - Phương pháp luận hệ thống :

các khái niệm cơ bản về khoa học hệ thống, Phân tích hệ thống,

tư duy hệ thống, tiếp cận hệ thống và công nghệ hệ thống

Bài 2: Nhận thức các hệ sinh thái với phương pháp luận hệ thống

Bài 3: Phương pháp phân tích SWOT xây dựng ñỊnh hướng chiến

lược phát triển cho các hệ thống

Bài 4: Phương pháp LOGICAL FRAMEWORK xây dựng và quản lý dự án

MTTN

Bài 5: Các công cụ phân tích hệ thống môi trường, Ứng dụng công cụ

LCA, IOA ñể xác ñịnh mục tiêu quản lý môi trường

Bài 6: Phân tích hệ thống trong các hệ quản lý và hệ thống quản lý

môi trường – Phương pháp xâydựng qui trình quản lý trong ngành môi trường

Bài 1: Phân tích hệ thống môi trường –

4 Cơ sở phương pháp luận của tiếp cận hệ thống: ñiều khiển học

(cybernetics) và khoa học hệ thống (system science)

5 Khái niệm hệ thống và các khái niệm cơ bản liên quan

6 Bốn thành phần của phương pháp luận hệ thống: Phân tích, Tư duy, Tiếp cận và Công nghệ hệ thống

Bài 2: Phân tích hệ thống các hệ sinh thái

1 Ý NGHĨA VÀ SỰ CẦN THIẾT CỦA VIỆC PHÂN TÍCH HỆ THỐNG CÁC HỆ SINH THÁI

2 KHÁI NIỆM VỀ SINH THÁI HỌC

3 CÁC KHÁI NIỆM VỀ HỆ SINH THÁI

4 PHƯƠNG PHÁP VÀ KỸ NĂNG PHÂN TÍCH CÁC HỆ SINH THÁI4.1) Thành phần cấu trúc tổng quát của các hệ sinh thái

4.2) Ranh giới – Hệ sinh thái và môi trường: môi trường nội

hệ và môi trường ngoại hệ

4.3) Các tiến trình biến ñổi cơ bản trong các hệ sinh thái

4.4) Động thái của các hệ sinh thái tự nhiên:

4.5) Cơ cấu cấp bậc trong hệ sinh thái ñịa cầu

5 CÁC ỨNG DỤNG CỦA PHÂN TÍCH HỆ THỐNG CÁC HỆ SINH THÁI

Bài 3: Phương pháp phân tích SWOT xây dựng ñỊnh

hưỚng chiến lược phát triển cho các hệ thống

1 Khái niệm về SWOT

2 Ý nghĩa của SWOT

3 Sáu giai ñoạn thực hiện phương pháp phân tích SWOT

3.1) Xác ñịnh mục tiêu của hệ thống

3.2) Xác ñịnh ranh giới hệ thống

3.3) Phân tích các bên quan (thành phần bên trong hệ thống, các thành phần bên ngoài hệ thống) xây dựng khung làm việc cho phân tích SWOT

3.4) Phân tích SWOT

3.5) Giai ñoạn vạch ra chiến lược hay giải pháp

3.6) Giai ñoạn xử lý xung ñột mục tiêu và xếp thứ tự các chiến lược

Bài 4: Công cụ phân tích Logframe

1 Nhận dạng các dự án liên quan ñến môi trường tài nguyên

2 Khái niệm về phương pháp LOGFRAME

3 Sử dụng LFA

4 Các thuật ngữ trong LFA

5 Các giai ñoạn thực hiện LFA

5.1) Giai ñọan phân tích

5.1.1/ Phân tích tình huống – hoàn cảnh Phân tích các bên có liên quan

- Hội thảo về khung luận lý:

5.1.2/ Phân tích vấn ñề (The Analysis of Problems):

5.1.3/ Phân tích mục tiêu (Objectives Analysis):

5.1.4/ Phân tích chiến lược (Strategy Analysis):

5.1.5/ Kiểm tra tính hợp lý (logic) của cây

5.2) Giai ñoạn lập kế hoạch (The Planning Phase)

5.2.1/ Lập ma trận khung luận lý

5.2.2/ Thiết lập tiến ñộ thực hiện các họat ñộng

5.2.3/ Thiết lập các bảng thống kê dự trù nguồn lực cho dự án

5.2.4/ Viết thuyết minh dự án

Bài 5: :Các công cụ phân tích hệ thống môi trường

1 Tổng quan về các công cụ phân tích hệ thống môi trường

2 Tóm tắt về công cụ ñánh giá tác ñộng môi trường (EIA hay ĐTM)

3 Phân tích chu trình sống sản phẩm (LCA)

4 Đánh giá rủi ro môi trường (ERA)

5 Phân tích luồng vật liệu (MFA)

6 Phân tích biến vào – biến ra (IOA)

Thực hành: Ứng dụng LCA ñể xác ñịnh ñịnh hướng bảo vệ MT

Bài 6:Phân tích hệ thống trong các hệ quan lý

– qui trình quản lý

Phân tích hệ thống ứng dụng chung cho các lọai hệ thống quản lý

Những ứng dụng phân tích hệ thống môi trường trong các doanh nghiệp

Nguyên lý và nội dung thiết kế hệ thống quản lý môi trường

1) Phân tích c u trúc hệ thống

2) Xác ñịnh ranh giới hệ thống quản lý

3) Phân tích mục tiêu của hệ thống quản lý

4) Các tiến trình biến ñổi trong hệ thống quản lý

5) Động thái của các tổ chức quản lý

6) Cơ cấu cấp bậc các tổ chức quản lý

7) Xem xét tính trội của hệ thống trong quản lý

8) Ứng dụng: xây dựng các qui trình quản lý

1 FitzGerald J and FitzGerald A.F.(1987) Fundamentals of

system Analysis, John Wiley &Sons I nc,NewYork

2 Đoàn Minh Khang dịch từ Ota K et al (1981) Sinh thái học

Đồng ruộng, Nhà xuất bản Nông nghiệp Hà Nội

3 Đặng mộng Lân (2001) Các công cụ quản lý môi trường Nhà

xuất bản Khoa học Kỹ thuật Hà Nội

4 Phạm văn Nam,(1996) Ưng dụng lý thuyết hệ thống trong

quản trị, Nhà Xuất bản Thống kê

5 Trần Kiên, Hoàng Đức Nhuận, Mai Sĩ Tuấn (1999)- Sinh thái

học và Môi trường , Nhà Xuất bản Giáo dục

6 Nguyễn thị kim Thái, Lê hiền thảo (2003) Sinh thái học và bảo

vệ môi trường Nhà xuất bản xây dựng

7 Đào thế Tuấn (1984) - Hệ Sinh thái Nông nghiệp, Nhà xuất

bản Khoa học Kỹ Thuật - Hà Nội

Tài liệu tham khảo chính

Qui chế học tập và thi cuối môn

1 có ñiểm chứng nhận ñã học bổ túc kiến thức:

2 Học viên phải có mặt > 80 % thời gian (có mặt > 5 chuyên ñề)

3 Thực hiện một tiểu luận chuyên ñề về các ñề tài có liên quan ñến 6

chuyên ñề của môn học (lấy các bài thảo luận nhóm) – Nộp bản

ñiện tử (không nhận bản in) Thời gian nộp: trước khi kết thúc

môn học Tiểu luận 40 % ñiểm

4 Thi viết 120 phút , 60 % ñiểm (Thi không tham khảo tài liệu)

5 Seminar nhóm + chuyên cần = ñiểm thưởng

Tiêu chí tiểu luận:

Phải là bài viết chưa nộp trong bất kỳ môn học nào, thể hiện ñược 6

bậc tri thức: kiến thức – hiểu – áp dụng – phân tích – tổng hợp và ñánh giá)

Tối thiểu 6 trang A 4

Chủ ñề:

+ Tự chọn từ các bài thảo luận nhóm, vận dụng vào một trường hợp

nghiên cứu cụ thể

+ Tự chọn từ các tư liệu mới sưu tầm trên mạng internet

+ Khảo luận về các vấn ñề, chủ ñề ñặt ra trong môn học

+ Nộp bản ñiện tử và ký xác nhận

Bài 1

PHƯƠNG PHÁP LUẬN

HỆ THỐNG.

1 Khái niệm về phân tích hệ thống môi trường (environmental system analysis = esa)

2 Phân biệt cách tiếp cận phân tích cổ ñiển và cách tiếp cận phân tích

hệ thống

3 Phân loại các hệ thống

4 Cơ sở phương pháp luận của tiếp cận hệ thống: ñiều khiển học

(cybernetics) và khoa học hệ thống (system science)

5 Khái niệm hệ thống và các khái niệm cơ bản liên quan

6 Bốn thành phần của phương pháp luận hệ thống: Phân tích, Tư duy, Tiếp cận và công nghệ hệ thống

MỤC TIÊU HỌC TẬP BÀI 1

1 KHÁI NIỆM VỀ PHÂN TÍCH HỆ THỐNG MÔI TRƯỜNG

(ENVIRONMENTAL SYSTEM

ANALYSIS = ESA)

1.1) Lĩnh vực nghiên cứu của phân tích hệ thống môi trường

Đánh giá hệ quả ñối với môi trường “tự nhiên” c a các thành ph n sản xuất kỹ thuật, thành phần xã hội

Do về mặt số lượng cũng như mức ñộ ñộc hại, ESA hiện nay liên quan ñến phát triển, sử dụng và ñánh giá các phương pháp và

công cụ cho việc ñánh giá môi trường của các hệ thống kỹ thuật.Nghiên cứu vai trò của các phương pháp này trong việc ra quyết

ñịnh , quản lý và giao tiếp

Nghiên cứu các mối quan hệ giữa các công cụ khác nhau (sự khác biệt, tương tự, các bộ dữ kiện chia xẻ, luồng thông tin giữa các công cụ )

Trong các phương pháp ñược nghiên cứu là Đánh giá chu trình sống (LCA) và các công cụ liên quan, các chỉ số bền vững, ñánh giá

công nghệ môi trường và ñánh giá môi trường của tổ chức

Hình 1.1 : Phạm vi quan tâm của phân tích hệ thống môi trường (hệ kỹ thuật – hệ xã hội và hệ tự nhiên) (nguồn: tư liệu

internet)

Hình 1.2: Vai trò của các công cụ phân tích hệ thống môi trường

1.2) Vì sao phải ứng dụng cách tiếp cận phân tích hệ thống trong ngành môi trường

V n ñề môi trường ngày nay phát sinh chủ yếu do các họat

ñộng sản xuất kinh tế kỹ thuật thông qua các hệ thống sản xuất

và sự phát triển hệ thống xã hội làm phát sinh chất thải

Vì vậy, vấn ñề môi trường không còn hạn chế trong hệ sinh thái

tự nhiên mà liên quan ñến hệ thống phức hợp: kỹ thuật – xã hội – tự nhiên, ñòi hỏi các giải pháp liên ngành

Vì thế muốn nhận thức và giải quyết có hiệu quả vấn ñề môi

trường bắt buộc phải tiếp cận bằng phương pháp luận hệ thống

•Thiết kế các tiến trình xử lý ô nhiễm (nước, không khí, chất thải

rắn…) bao gồm nhiều công ñoạn không thuần nhất như lý (nghiền, ñốt ), hóa (hòa tan, khử .), sinh (sử dụng vi sinh), xây các hệ

thống xử lý nước thải

•Xây dựng các hệ thống quản lý môi trường trong một doanh

nghiệp, nằm trong hệ thống quản lý doanh nghiệp

1.2) Vì sao phải ứng dụng cách tiếp cận phân tích hệ thống trong ngành môi trường [2]

Các h th$ng ph'c h*p:

•Quản lý môi trường vùng, tỉnh thành, quận huyện, là các hệ sinh thái

ñô thị phức tạp, nhiều thành phần không thuần nhất

•Quản lý các khu bảo tồn thiên nhiên, các khu du lịch sinh thái là các

hệ sinh thái phức hợp, không thuần nhất

•Xây dựng các hệ thống thông tin quản lý môi trường bằng hệ thống thông tin ñịa lý hoặc các hệ thống thông tin quản lý

•Với các hệ thống phức hợp nói trên, không thể tiếp cận bằng phương pháp phân tích truyền thống, người cán bộ môi trường bắt buột phải sửdụng phương pháp tiếp cận phân tích hệ thống

1.2) Vì sao phải ứng dụng cách tiếp cận phân tích hệ thống trong ngành môi trường [3]

2 PHÂN BIỆT CÁCH TIẾP CẬN

PHÂN TÍCH CỔ ĐIỂN VÀ CÁCH

TIẾP CẬN PHÂN TÍCH HỆ THỐNG

2 PHÂN BIỆT CÁCH TIẾP CẬN PHÂN TÍCH CỔ ĐIỂN VÀ CÁCH TIẾP CẬN PHÂN TÍCH HỆ THỐNG

2.1) Các tiếp cận phân tích cổ ñiển (analytic approach)

Áp dụng các quy luật cộng tính chất của các phần tử cơ bản.

Hệ thống thuần nhất, chúng bao gồm các phần tử giống nhau và

sự tương tác giữa chúng với nhau yếu

Các quy luật thống kê ñược áp dụng

Trong các lĩnh vực vật lý, hóa học như các nghiên cứu về cơ học, cấu tạo các nguyên tố, phân tử, dung dịch

2.2) Cách tiếp cận phân tích hệ thống

Các quy luật cộng các tính chất cơ bản không áp dụng ñược cho các hệthống phức hợp cao, bao gồm một số lượng lớn các phần tử ña dạng, nhiều kiểu, liên hệ với nhau bởi sự tương tác mạnh mẽ

Xem xét hệ thống trong tổng thể và ñộng thái riêng của hệ thống

Thông qua mô phỏng, người ta có thể tái hiện hệ thống và quan sát trong thời gian thực các tác ñộng của các loại tương tác giữa các phần

tử của nó

Sự nghiên cứu tập tính này theo thời gian ñể xác ñịnh các quy luật cóthể ñiều chỉnh hệ thống ñó hay hệ thống thiết kế các hệ thống khác

Tích hợp theo thời gian và sự không thể lập lại

Duy trì sự ñộc lập các phần tử

trong suốt thời gian; Hiện

tượng ñược quan sát có thể lập

-Cách tiếp cận phân tích truyền

thống - Analytic Approach

Chiếm lĩnh kiến thức theo các mục ñích, các chi tiết m nhạt (fuzzy details)

Chiếm lĩnh kiến thức chi tiết nhưng

Có một cách tiếp cận hiệu quả khi các

tương tác là tuyến tính và yếu

Sử dụng các mô hình chưa ñủ ñộ chính xác ñể làm cơ sở tri thức nhưng rất hữu dụng cho các quyết ñịnh và

Luận cứ dựa trên các phương pháp

chứng minh thí nghiệm trong

phạm vi một lý thuyết

Cách ti ế p c ậ n phân tích h ệ th ố ng - Systemic Approach

Cách ti ế p c ậ n phân tích truy ề n th ố ng

-Analytic Approach

3 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG

HT Tự ñộng sản xuất (SCADA), GIS

3.2) Phân loại theo ñặc ñiểm của mối liên hệ với môi trường

chung quanh.

Hệ thống kín: không có giao tiếp với môi trường bên ngòai

Hệ thống mở: Hòan tòan giao tiếp với môi trường bên ngòai

Hệ thống tương ñối mở: giao tiếp một phần với môi trường bên ngòai

3.3) Phân loại các hệ thống theo ngành khoa học:[1]

A Các hệ thống khoa học trừu tượng và hệ thống cụ thể

Hệ thống trừu tượng bao gồm những ý kiến hay khái niệm Những

hệ thống xã hội bao gồm cả hai dạng trừu tượng và cụ thể Ví

dụ tổ chức kinh doanh vừa có những tài nguyên vật chất vừa cónhững triết lý kinh doanh, mục ñích và chính sách

B Các hệ thống xã hội:

Ví dụ: tập thể sv một năm nào ñó, dân cư một thành phố ñược

nghiên cứu trong xã hội học

3.3) Phân loại các hệ thống theo ngành khoa học:[2]

C Các hệ thống sinh học

Ví dụ: hệ thần kinh của người, hệ thống mạch thực vật, quần thụrừng, các hệ thống sinh thái trong ngành sinh ñiều khiển học (bio - cybernetic)

D.Các hệ thống kỹ thuật: Ví dụ các bộ xử lý, máy ñiện toán, các bộ ñiều khiển, robot dây chuyền sản xuất tự ñộng trong ngành tự ñộng hóa (robotic), các ngành công nghệ -kỹ thuật

E Các hệ hỗn hợp như con người + máy, hệ sinh thái nhân

văn trong ngành ĐKH ứng dụng

4 CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP LUẬN CỦA TIẾP CẬN HỆ THỐNG: ĐIỀU KHIỂN HỌC (CYBERNETICS) VÀ KHOA

HỌC HỆ THỐNG (SYSTEM

SCIENCE)

4 CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP LUẬN CỦA TIẾP CẬN HỆ THỐNG: ĐIỀU KHIỂN HỌC (CYBERNETICS) VÀ KHOA HỌC HỆ THỐNG (SYSTEM SCIENCE)

ñối tượng nghiên cứu có nhiều dạng:

là các tiến trình hay quá trình: như

Tiến trình tuyển sinh ñại học (bắt ñầu từ nộp ñơn thi ñến khi có

kết quả trúng tuyển hoặc không);

Tiến trình sinh sản (bắt ñầu từ giao phối ñến khi sinh ñẻ);

Tiến trình xử lý nước thải (bắt ñầu từ nước thải ra do sản xuất vàsinh hoạt ñến khi nước thải ra ñã qua xử lý)

là các thực thể, ñối tượng: như các doanh nghiệp , các cơ thể

sinh vật, các thiết bị ñiện tử ; các ngôi nhà, các quốc gia, một hành tinh; và cũng có thể là các phương trình toán, một hệ

phương trình

Các thực thể, ñối tượng, các triến trình có thể là có trong tự nhiên hay do con người tạo lập ra ñể thực hiện một nhiệm vụ nào ñó

với mục ñích phục vụ cho lợi ích của con người

Có cơ cấu tổ chức hay sắp xếp (structure), ñược cấu thành từ

nhiều phần tử hay phần tử (components - còn gọi là phần tử) và

có một ranh giới có thể phân biệt với chung quanh

Giữa các phần tử của "hiện tượng, quá trình hay thực thể, ñối

tượng" có sự liên lạc, nối kết hay trao ñổi thông qua các luồng thông tin - tín hiệu

Hệ thống (có tổ chức)

Có sự trao ñổi thông qua các thông tin - tín hiệu giữa “các phần tửthuộc hiện tượng, quá trình hay thực thể, ñối tượng” với “môi

trường bên ngoài”, là tập hợp các yếu tố có ảnh hưởng ñến sựtồn tại và phát triển của “hiện tượng, quá trình hay thực thể, ñối tượng” ñó,

Trong quá trình phát triển theo thời gian, các “hiện tượng, quá trình hay thực thể, ñối tượng” có biểu hiện sự vận ñộng, biến ñổi theo thời gian(có ñộng thái - dynamic) và hoạt ñộng của các hiện

tượng, quá trình hay thực thể, ñối tượng ñó luôn có mục ñích

Hệ thống (có tổ chức)

Hệ ñộng vật

Hệ thực vật

Hệ vi sinh Đất – nước – không khí

Bức xạ mặt trời, mưa, gió,

nước mặt, bào tử,hạt giống

Dinh dưỡng khóang trong

ñất

Sản lượng sinh học

Đất (xói mòn)Nước (chảy)Không khí (gió)

Hình 1.3: Đầu vào, cấu trúc hệ sinh thái và ñầu ra

âm thanh

Linh kiện n

Linh kiện 1

Sóng

phát hình

hình ảnh

hình Truyền

Thương hiệu trên thị

trườngCông nghệ sản xuất

Chất thảiNguyên vật liệu

Lợi nhuậnLao ñộng

Sản phẩm

Xí nghiệp Phân xưởng Phòng ban Ban Giám Đốc

Tiền vốn ñầu tư

Hình 1.5: Đầu vào, cấu trúc một công ty và ñầu ra

Tiến trình kinh doanh

Phát thải khí Chất thải

Năng lượng

Chất thải ñược kiểm

LTHT ñược ñề nghị năm 1940 bởi nhà sinh học Ludwig von Bertalanffy : (General Systems Theory, 1968), và sau ñó bởi Ross Ashby (Introduction to Cybernetics, 1956)

Bertalanffy nổ lực thống nhất các khoa học Ong nhấn mạnh rằng các hệ thống thực ñều là các hệ thống mở, tương tác với môi trường và chúng có thể có các tính năng mới về mặt ñịnh lượng thông qua tính trội sinh ra từ sự phát triển liên tục

Khoa học mới, chuyên nghiên cứu và khái quát các ñặc

trưng chung cuả các hiện tượng và quá trình ñã ñề cập trên

ñây Khoa học ñó là ñiều khiển học (cybernetics) và khoa

học hệ thống (system science)

Điều khiển học bắt nguồn từ ñịnh nghĩa năm 1947 bởi Wiener trong khoa học ñiều khiển và truyền thông và sự phát triển lý thuyết thông tin của Shannon , ñược thiết kế nhằm tối ưu hóa

sự chuyển ñổi thông tin thông qua các kênh truyền thông (vd: ñường ñiện thoại) và khái niệm phản hồi ñược dùng trong các

hệ thống công nghệ truyền thông