Ứng dụng mô hình đanh giá hiện trạng ô nhiễm không khí tại TP HCM

Luận văn về ứng dụng mô hình đanh giá hiện trạng ô nhiễm không khí tại TP HCM

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA MÔI TRƯỜNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ỨNG DỤNG MÔ HÌNH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ DO GIAO THÔNG TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN BÌNH TÂN, TP.HCM & SVTH : NGUYỄN HOÀNG ANH SƠN MSSV : 90303251 GVHD : TSKH Bùi Tá Long BỘ MÔN : QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG Tp.HCM tháng 6 năm 2009 Đại Học Quốc Gia Tp.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ------------- --------------- Số______/BKĐT NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KHOA: MÔI TRƯỜNG BỘ MÔN:QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG HỌ VÀ TÊN: NGUYỄN HOÀNG ANH SƠN MSSV:90302351 NGÀNH: QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG LỚP: MO03QLMT Đầu đề luận văn: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MÔ HÌNH CAR ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ DO GIAO THÔNG TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN BÌNH TÂN TP.HCM Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu): Tìm hiểu tổng quan về quận Bình Tân và tình hình ô nhiễm giao do thông trên địa bàn của quận Xây dựng cơ sở thực tiễn cho đề tài Xây dựng lớp bản đồ số của quận Xây dựng CSDL cho đề tài Ứng dụng mô hình CAR để đánh giá ô nhiễm do giao thông trên địa bàn quận Ngày giao nhiệm vụ luân văn Ngày hoàn tất luận văn Họ và tên người hướng dẫn TSKH thầy Bùi Tá Long Phần Hướng dẫn: toàn Bộ Nội dung và yêu cầu LVTN đã được thông qua Bộ môn. Ngày 0 tháng 6 năm 2009 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN CHÍNH NGƯỜI HƯỚNG DẪN (ghi rõ họ tên) Thầy Bùi Tá Long PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN Người duyệt (chấm sơ bộ): Đơn vị: Ngày bảo vệ: . Điểm tổng kết: Nơi lưu trữ luận án: . NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN - - - - - & - - - - - Ngày tháng năm 2009 Giáo viên hướng dẫn Luận văn tốt nghiệp GVHD:TSKH. Bùi Tá Long SVTH: Nguyễn Hồng Anh Sơn i TĨM TẮT LUẬN VĂN Việt Nam đang phát triển kinh tế kèm theo tình trạng ơ nhiễm mơi trường ngày càng gia tăng trên phạm vi tồn quốc nói chung và thành phố nói riêng Tính tổng thể, ngun nhân gây ơ nhiễm khơng khí hàng đầu tại TPHCM là hoạt động sản xuất cơng nghiệp. Do hầu hết các nhà máy, xí nghiệp sản xuất có khói thải đều nằm tại các KCN và khu vực ngoại thành. Khí thải cơng nghiệp lại thải lên cao (thải qua ống khói), phát tán trên diện rộng, được pha lỗng trong khơng khí nên người dân khơng cảm nhận được hết mức độ ơ nhiễm của tác nhân này. Khối lượng khói thải từ hoạt động của các phương tiện giao thơng, tuy khơng nhiều như khí thải từ các nhà máy, xí nghiệp nhưng do chúng thải thấp (ngang tầm thở của con người) tập trung ở khu vực nội thành, trong các trục đường, lại bị "bao vây" bởi nhiều tòa nhà, ít phát tán ra xung quanh nên người dân dễ cảm thấy mức độ khó chịu của nó. Như vậy, nếu nói đến tác nhân trực tiếp gây ơ nhiễm khơng khí có ảnh hưởng xấu nhất đến sức khỏe người dân thành phố thì phải nói đến khí thải từ hoạt động giao thơng. Do đó, để bảo vệ sức khỏe người dân, trả lại mơi trường khơng khí trong lành cho thành phố thì phải bắt đầu từ việc cải tổ lại hoạt động giao thơng. Tuy nhiên, ơ nhiễm khơng khí lại là loại ơ nhiễm khó quản lý nhất, đặc biệt là ơ nhiễm do giao thơng. Để quản lý được loại ơ nhiễm này cần phải có một phần mềm mạnh có dựa trên các mơ hình tính tốn hệ số phát thải, tải lượng ơ nhiễm và nồng nồng độ phát tán đồng thời phải có bộ dữ liệu đầy đủ về giao thơng, khí tượng cho mơ hình. Trước tình hình đó, luận văn “ỨNG DỤNG MƠ HÌNH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ DO GIAO THƠNG” được thực hiện nhằm xây dựng bản đồ ơ nhiễm khơng khí do giao thơng tại Quận Bình Tân, Tp. Hồ Chí Minh. Để đạt được mục tiêu này trong Luận văn đã ứng dụng phương pháp mơ hình để đánh giá mức ơ nhiễm trên các tuyến đường. Kết quả của Luận văn hướng tới quản lý tình hình ơ nhiễm giao thơng trên địa bàn Quận Bình Tân nói riêng và Thành phố nói chung. Luận văn tốt nghiệp GVHD:TSKH. Bùi Tá Long SVTH: Nguyễn Hoàng Anh Sơn ii MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN .iv TÓM TẮT LUẬN VĂN .i MỤC LỤC ii DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH v CHƯƠNG 1 6 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, MÔI TRƯỜNG, GIAO THÔNG QUẬN BÌNH TÂN –TP.HCM 6 1.1. Điều kiện tự nhiên .6 1.1.1 Địa hình, thổ nhưỡng địa chất công trình .6 1.1.1.1 Địa hình .6 1.1.1.2 Thổ nhưỡng .6 1.1.1.3 Địa chất công trình .7 1.1.2 Khí hậu, thời tiết, thủy văn 7 1.1.2.1 Nhiệt độ không khí .7 1.1.2.2 Độ ẩm không khí 8 1.1.2.3 Lượng mưa 8 1.1.2.4 Lượng bốc hơi 8 1.1.2.5 Chế độ thủy văn .8 1.1.2.6 Các yếu tố khác 8 1.1.3 Hệ thống sông ngòi, kênh rạch .9 1.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội quận Bình Tân 11 1.2.1 Kinh tế 11 1.2.1.1 Công nghiệp - Tiểu thủ công nghiệp .11 1.2.1.2 Nông nghiệp 13 1.2.1.3 Thương mại - Dịch vụ 15 1.3. Xã hội .17 1.3.1 Dân số .17 1.3.2 Dân tộc, tôn giáo .19 1.3.3 Nguồn lao động .20 1.3.4 Giáo dục 21 1.3.5 Y tế .21 1.3.6 Văn hóa thông tin - Thể dục thể thao .22 1.4. Đặc đểm giao thông khu vực quận Bình Tân .23 1.4.1 Mạng lưới giao thông 23 1.4.2 Sự phát tán ô nhiễm, hiên trạng ô nhiễm không khí do giao thông tại quận Bình Tân 23 1.4.3 Tác động của tình hình ô nhiễm giao thông 26 1.5. Kết quả quan trắc ô nhiễm do giao thông tại Tp. HCM năm 2006 28 CHƯƠNG 2 30 MỘT SỐ CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 30 2.1. Hệ thống thông tin môi trường (Environmental Information System- EIS) 30 2.2. Công nghệ Hệ thống thông tin địa lý ( GIS ) .34 2.3. Phần mềm Mobile .36 Luận văn tốt nghiệp GVHD:TSKH. Bùi Tá Long SVTH: Nguyễn Hoàng Anh Sơn iii 2.3.1 Đặc điểm của chương trình Mobile 37 2.3.2 Phương pháp tính toán hệ số phát thải của mô hình Mobile 42 2.4. Mô hình Berliand tính cho phát thải dạng đường .46 2.5. Nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan 53 CHƯƠNG 3 57 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CAR ĐỂ ĐÁNH GIÁ Ô NHIỂM GIAO THÔNG QUẬN BÌNH TÂN .57 3.1. Giới thiệu phần mềm CAR 57 3.1.1 Quá trình xây dựng lớp bản đồ quận Bình Tân .57 3.1.2 Điều khiển lớp bản đồ: 63 3.1.3 Các thao tác nhập thông tin cho đoạn đường: .65 3.1.4 Các thao tác nhập lưu lượng xe 66 3.1.5 Các thao tác nhập số liệu khí tượng .66 3.1.6 Các thao tác nhập số liệu cho điểm nhạy cảm 67 3.1.7 Nhập số liệu về điểm lấy mẩu không khí CO .67 3.1.8 Tạo kịch bản chạy mô hình 70 3.1.9 Chạy mô hình 72 3.2. Thu thập dữ liệu phục vụ cho Luận văn .75 3.2.1 Quá trình thu thập dữ liệu 75 3.2.2 Kết quả quá trình thu thập dữ liệu đếm xe 76 3.3. Kiểm chứng mô hình .78 3.4. Kết quả tính toán mô phỏng 84 3.5. Thảo luận 87 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .87 TÀI LIỆU THAM KHẢO .90 Luận văn tốt nghiệp GVHD:TSKH. Bùi Tá Long SVTH: Nguyễn Hoàng Anh Sơn iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1-1-Hệ thống kênh rạch trên địa bàn quận Bình Tân 9 Bảng 1-2-Cơ sở công nghiệp - Tiểu thủ công nghiệp .12 Bảng 1-3-Cơ cấu diện tích đất nông nghiệp, đất phi nông nghiệp (2005) .13 Bảng 1-4- Diện tích, năng suất, sản lượng một số cây con chủ yếu 14 Bảng 1-5- Số lượng chợ trên địa bàn quận (2005) .15 Bảng 1-6 - Thương nghiệp 16 Bảng 1-7-iện tích tự nhiên - Dân số (09/2006) .18 Bảng 1-8-Dân số chia theo dân tộc và giới tính (01/2004) .19 Bảng 1-9-Số người trong độ tuối lao động (2005) .20 Bảng 1-10-Hệ thống trường học 21 Bảng 1-11-Mạng lưới y tế .22 Bảng 1-12-Văn hóa thông tin - Thể dục thể thao .22 Bảng 1-13-Lượng khí thải do ô tô thải ra khi tiêu thụ 1 tấn nhiên liệu: 26 Bảng 1-14-Chất lượng không khí ven đường đo các trạm 6 tháng đầu năm 2005 và 2006 29 Bảng 2-1- Các dạng phát thải khí ô nhiễm của xe 37 Bảng 2-2-Các dạng chất ô nhiễm .39 Bảng 2-3-Phân loại đường .40 Bảng 2-4- Phân loại xe 40 Bảng 2-5-Tóm tắt các trường dữ liệu của kết quả Mobile 44 Bảng 3-1- Phân loại xe 76 Bảng 3-2-kết quả lưu lượng xe đường Kinh dương Vương 76 Bảng 3-3-kết quả lưu lượng xe đường Lê Văn Quới và Tân Kỳ Tân Quý 77 Bảng 3-4-số liệu quan trắc CO tại trạm quan trắc Bình Tân .77 Bảng 3-5-số liệu khí tượng của Đài Khí Tượng Thủy Văn Khu Vực Nam Bộ tại trạm quan trắc Tân Sơn Hòa 78 Bảng 3-6-bảng thống kê số liệu kiểm chứng 83 Bảng 3-7-Dựa vào kết quả thu được ta có bảng so sánh nồng độ CO tại trạm Bình Tân như sau: 87 Luận văn tốt nghiệp GVHD:TSKH. Bùi Tá Long SVTH: Nguyễn Hoàng Anh Sơn v DANH MỤC HÌNH Hinh 1-1 Bản đồ hành chính quận Bình Tân .7 Hình 2-1 Cấu trúc hệ thống thông tin môi trường 31 Hình 2-2 Sơ đồ khái quát một hệ GIS: .35 Hình 2-3. Sơ đồ tính toán hệ số phát thải trung bình (g/m) .42 Hình 2-4 Tóm tắt phân loại thông số đầu vào Mobile 43 Hình 2-5 Mô tả thông số đầu vào cho mô hình Berliand 46 Hình 2-6 Sơ đồ 1: qui trình tính toán cho các hệ số trung gian F, M, ΔT, l, f, V 1 , D, V 1new , V m , V m1 , fe 47 Hình 2-7 Sơ đồ 2: qui trình tính toán cho các hệ số trung gian m, n, d, c m1 , x m1 , u m , s 1 , s 2 , c m2 , x m2 , r, p, c m , x m , t, t y , s 3 , s 4 và kết quả C(x), C(x,y) .49 Hình 3-1 Biểu diễn quá trình chia lưới trên bản đồ Google Earth 58 Hình 3-2 Tọa độ của điểm số 12 trong mắc lưới 59 Hình 3-3 Cách tạo một điểm mới trên Google Earth 60 Hình 3-4 hình ảnh của một mắc lưới chụp trên Google Earth .60 Hình 3-5Sau khi dán hình và click chọn đối tượng trên lớp bản đồ 61 Hình 3-6các thuộc tính cần nhập vào của đối tượng 61 Hình 3-7 kết quả thu được sau khi ghép được 2 hình nhỏ lên lớp bản đồ .62 Hình 3-8 bản đồ đã được ghép xong 62 Hình 3-9 quá trình tạo lớp đường trên bản đồ .63 Hình 3-10 bản đồ sau khi đã được số hóa đầy đủ dữ liệu .63 Hình 3-11 các lớp của bản đồ 64 Hình 3-12 Công cụ hiển thị các nút điều khiển bản đồ .65 Hình 3-13 Giao diện thông tin đoạn đường .66 Hình 3-14 Giao diện thông tin lưu lượng xe 66 Hình 3-15 Giao diện thông tin khi tượng .67 Hình 3-16 giao diện thông tin điểm nhạy cảm .67 Hình 3-17 giao diện thông tin điểm lấy mẩu 68 Hình 3-18 giao diện thông tin mẩu chất lượng không khí 68 Hình 3-19 giao diện thông tin chung mẩu chất lượng không khí 69 Hình 3-20 giao diện thông tin chọn chất lấy mẩu .69 Hình 3-21giao diện nhập số liệu quan trắc CO 70 Hình 3-22 giao diện thông tin kịch bản 70 Hình 3-23 quá trình chạy mobile .71 Hình 3-24 thông tin hệ số phát thải của 28 loại xe của mobile .71 Hình 3-25 thông tin hệ số phát thải của 4 loại xe VN 72 Hình 3-26 hình ảnh biểu tượng chạy mô hình 72 Hình 3-27 giao diện thông tin chạy kịch bản bước 1 73 Hình 3-28 giao diện thông tin chạy mô hình 73 Hình 3-29 kết quả chạy mô hình trên bản đồ .74 Hình 3-30 các button xem kết quả chạy mô hình .74 Hình 3-31 bảng thông số kết quả chạy mô hình .74 Hình 3-32 thông tin điểm nhạy cảm 75 Hình 3-33điểm quan sát ở Bình Tân 75 Hình 3-34 đài quan trắc CO tại Bình Tân 76 Hình 3-35 kết quả chạy mô hình trên bản đồ vào thời điểm 0-1 giờ .79 Luận văn tốt nghiệp GVHD:TSKH. Bùi Tá Long SVTH: Nguyễn Hoàng Anh Sơn vi Hình 3-36 kết quả nồng độ CO tại điểm nhạy cảm 79 Hình 3-37 kết quả chạy mô hình trên bản đồ vào thời điểm 6-7 giờ .80 Hình 3-38 kết quả nồng độ CO tại điểm nhạy cảm lúc 6-7 giờ .80 Hình 3-39 kết quả chạy mô hình trên bản đồ vào thời điểm 12-13 giờ .81 Hình 3-40 kết quả nồng độ CO tại điểm nhạy cảm lúc 12-13 giờ .81 Hình 3-41 kết quả chạy mô Hình trên bản đồ vào thời điểm 18-19 giờ 82 Hình 3-42 kết quả nồng độ CO tại điểm nhạy cảm lúc 18-19 giờ .82 Hình 3-43 kết quả chạy mô hình trên bản đồ cho cả 3 đoạn đường vào cùng thời điểm 84 Hình 3-44 kết quả nồng độ CO tại các điểm nhạy cảm 84 Hình 3-45 kết quả chạy mô hình trên bản đồ với lưu lượng xe dự báo vào thời điểm 12-13 giờ .85 Hình 3-46 kết quả nồng độ CO dự báo tại các điểm nhạy cảm vào thời điểm 12-13 giờ 85 Hình 3-47 kết quả chạy mô hình trên bản đồ với lưu lượng xe dự báo vào thời điểm 18-19 giờ .86 Hình 3-48 kết quả nồng độ CO dự báo tại các điểm nhạy cảm vao thời điểm 18-19 giờ 87 [...]... dũ liệu về hiện trạng giao thông quận Bình Tân nhằm quản lý tình trạng ô nhiễm do giao thông gây ra • Ứng dụng mô hình đánh giá, tính toán tải lượng các chất ô nhiễm không khí từ các loại xe cơ giới • Ứng dụng mô hình CAR tính toán và vẽ bản đồ phát tán các chất ô nhiễm không khí từ xe cộ tại quận Bình Tân TP. HCM • Ứng dụng CAR để quản lý dữ liệu liên quan tới ô nhiễm không khí do giao thông 3 Nội... thông tại các thành phố lớn của nước ta đang là nguyên nhân chính gây nên tình trạng ô nhiễm không khí tại các khu vực này Nguyên thủ tướng Phan Văn Khải trong chuyến công tác và làm việc tại thành phố Hồ Chí Minh tháng 7/1999 đã nhắc nhở TP. HCM phải có những biện pháp tổng hợp và đồng bộ để giải quyết bài toán ô nhiễm không khí do giao thông, theo thủ tưởng vấn đề ô nhiễm không khí ở TP. HCM do ô nhiễm. .. hiểu các quy luật chi phối ô nhiễm không khí do giao thông trên một số trục đường chính của TP. Hồ Chí Minh • Xây dựng hệ thống thông tin môi trường kiểm soát ô nhiễm giao thông và quản lý tình trạng ô nhiễm môi trường chung trên địa bàn Tp Hồ Chí Minh • Xây dựng cơ sở dữ liệu môi trường phục vụ cho công tác quản lý nhà nước về môi trường không khí do các phương tiện giao thông, phục vụ cho mục tiêu... thông đường bộ vào tình hình ô nhiễm không khí chung ở TP. HCM Vì sự phát triển bền vững của Thành phố, vì sự cần thiết đánh giá tác động môi trường của dự án phát triển khu công nghiệp, quy hoạch giao thông, thiết lập các chương trình monitoring chất lượng môi trường không khí phục vụ cho kiểm soát và ngăn ngừa ô nhiễm không khí; vấn đề nghiên cứu phát thải, sự phân bố nồng độ các chất ô nhiễm không. .. các chất ô nhiễm không khí do giao thông cơ giới là rất cần thiết và cấp bách SVTH: Nguyễn Hoàng Anh Sơn 1 Luận văn tốt nghiệp GVHD:TSKH Bùi Tá Long Phần lớn các nghiên cứu ô nhiễm không khí được tiến hành ở TP. HCM thường chú trọng đến giám sát, quan trắc nồng độ các chất ô nhiễm và tính toán lan truyền khuếch tán Những nghiên cứu về mô hình ô nhiễm không khí chưa áp dụng mô hình tính hệ số phát thải... thông đã tới mức báo động Hiện nay đại bộ phận các loại xe cũ đều không có hệ thống xử lý khí thải nên đã đưa ra môi trường một khối lượng lớn khí như CO, NOX, HC,…gây ra tình hình ô nhiễm một cách nghiêm trọng Bên cạnh đó các điều kiện khí tượng cũng góp phần đáng kể gây nên mức nồng độ ô nhiễm không khí cao, đặc biệt là xuất phát từ các nguồn phát thải thấp như giao thông Mức độ ô nhiễm không khí. .. thực tiễn của đề tài Ứng dụng công nghệ thông tin vào ngành môi trường đã góp phần lớn trong việc quản lý dữ liệu về giao thông, kiểm soát tình hình ô nhiễm, đánh giá hiện trạng một cách đầy đủ do các phương tiện giao thông gây ra ở quận Bình Tân -TP. HCM Ngoài ra, sử dụng máy tính mô hình hoá phục vụ cho việc xây dựng quá trình tính toán tải lượng và phát tán chất ô nhiễm từ giao thông góp phần giảm bớt... hoạch không hợp lý, ít cây cối, điều kiện khí hậu bất lợi càng ngăn cản thêm quá trình phát tán của các chất ô nhiễm Theo kết quả quan trắc chất lượng không khí ven đường tại trạm quan trắc Hồng Bàng ở quận 5 thì các phương tiện giao thông vận tải là nguồn gây ô nhiễm lớn cho môi trường không khí, chúng thải ra 2/3 khí CO và ½ khí NOX, HC Vấn đề nghiêm trọng hơn do tính di động của các nguồn thải Hiện. .. cứu đề tài Để thực hiện những mục tiêu trên, trong luận văn này có những nội dung cần thực hiện sau: Nội dung 1: Tổng quan về một số vấn đề kinh tế xã hội tại quận Bình Tân – TP. HCM và vấn đề ô nhiễm môi trường do giao thông gây ra Nội dung 2: Một số cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài luận văn Nội dung 3: Ứng dụng công cụ tin học để quản lý và đánh giá tình hình ô nhiễm giao thông tại một số trục đường... kiểm chứng đồng thời có sẵng mã nguồn trên Internet Các phát thải từ các phương tiện giao thông được xếp vào loại các nguồn thải thấp không có tổ chức Các phát thải như vậy khi gia nhập vào không khí lập tức xâm nhập vào hoạt động dân cư và khả năng pha trộn vào khí quyển rất yếu Do vậy các nguồn thải thấp thường là nguyên nhân gây ra tình trạng ô nhiễm môi trường trong thành phố Ô nhiễm không khí do