Nghiên cứu xác lập cơ sở khoa học tích hợp tư liệu địa tin học đánh giá môi trường chiến lược (ĐMC) phục vụ quy hoạch khai thác khoáng sản (ví dụ cho bể than Quảng Ninh)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT VŨ THỊ HẰNG NGHIÊN CỨU XÁC LẬP CƠ SỞ KHOA HỌC TÍCH HỢP TƯ LIỆU ĐỊA TIN HỌC ĐÁNH GIÁ MÔI TRƯỜNG CHIẾN LƯỢC PHỤC VỤ QUY HOẠCH KHAI THÁC KHOÁNG SẢN RẮN (VÍ DỤ CHO BỂ THAN QUẢNG NINH) Ngành: Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ Mã số: 62520503 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2015 Công trình hoàn thành tại: Bộ môn Trắc địa mỏ, Khoa Trắc địa, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Võ Chí Mỹ PGS.TSKH Hà Minh Hòa Phản biện 1: TS Nguyễn Xuân Lâm Cục Viễn thám Quốc gia Phản biện 2: TS Vũ Xuân Cường Trường Đại học Tài nguyên Môi trường TP Hồ Chí Minh Phản biện 3: TS Dương Chí Công Viện Khoa học Đo đạc Bản đồ Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường họp Trường Đại học Mỏ - Địa chất vào hồi ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án thư viện: Thư viện Quốc gia, Hà Nội Hoặc Thư viện Trường Đại học Mỏ - Địa chất MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Đánh giá môi trường chiến lược (ĐMC) công cụ quan trọng nhằm mục tiêu phát triển bền vững dự án chiến lược, quy hoạch, kế hoạch (CQK) nói chung công nghiệp khai thác khoáng sản nói riêng Các luật Bảo vệ môi trường Việt Nam năm 2005, 2014 Nghị định Chính phủ quy định yêu cầu đánh giá môi trường chiến lược (ĐMC) chiến lược, quy hoạch, kế hoạch có quy hoạch khoáng sản Đối với nội dung liên quan đến liệu địa không gian, phương pháp ĐMC truyền thống có độ xác không cao, làm giảm chất lượng ĐMC Sự tích hợp giải pháp địa tin học giải nhiệm vụ ĐMC, đặc biệt phân tích lựa chọn phương án ưu tiên dự án thành phần đánh giá tác động tích lũy cho liệu kết xác, khách quan tin cậy Ở Việt Nam, chưa có CQK sử dụng công nghệ địa tin học nội dung ĐMC nói chung sử dụng địa tin học công cụ để phân tích tiêu chí, lựa chọn phương án phát triển tối ưu đánh giá tác động tích lũy, nói riêng Đề tài luận án tiến sĩ “Nghiên cứu xác lập sở khoa học tích hợp tư liệu địa tin học đánh giá môi trường chiến lược (ĐMC) phục vụ quy hoạch khai thác khoáng sản (ví dụ cho bể than Quảng Ninh)” lựa chọn xuất phát từ nhu cầu thực tế nhằm nâng cao chất lượng hiệu ĐMC quy hoạch khai thác khoáng sản Mục tiêu nhiệm vụ đề tài 2.1 Mục tiêu - Mục tiêu tổng quát: Nâng cao chất lượng hiệu ĐMC dự án CQK nói chung quy hoạch khoáng sản nói riêng - Mục tiêu cụ thể: Xác lập sở khoa học tích hợp liệu GIS trình phân tích thứ bậc AHP lựa chọn phương án ưu tiên tối ưu dự án thành phần quy hoạch khai thác khoáng sản; Thông qua kết nghiên cứu để minh chứng hiệu tư liệu viễn thám GIS đánh giá tác động môi trường tích lũy ĐMC dự án quy hoạch khai thác khoáng sản Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Xuất phát từ yêu cầu đề tài, đối tượng nghiên cứu luận án giới hạn vấn đề khai thác khả ứng dụng kỹ thuật địa tin học giải số nội dung ĐMC qui hoạch khai thác khoáng sản 3.2 Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu giới hạn phạm vi không gian thuộc bể than Quảng Ninh trung tâm công nghiệp mỏ lớn Việt Nam Các luận điểm luận án Luận điểm 1: Thông qua phân tích tổng hợp nhiều tham số, phương pháp trình phân tích thứ bậc AHP liệu GIS cho phép lựa chọn phương án ưu tiên dự án khai thác khoáng sản với độ xác độ tin cậy cao Luận điểm 2: Tích hợp tư liệu viễn thám GIS cho phép đánh giá trình tác động môi trường tích lũy dự án khai thác khoáng sản hiệu so với phương pháp ĐMC truyền thống Những điểm luận án - Đã xác lập sở khoa học tích hợp liệu GIS phương pháp AHP phục vụ lựa chọn phương án ưu tiên dự án thành phần ĐMC quy hoạch khai thác khoáng sản; - Đã khẳng định tính hiệu tư liệu viễn thám GIS đánh giá tác động môi trường tích lũy nghiên cứu ĐMC dự án khai thác khoáng sản Ý nghĩa khoa học thực tiễn 6.1 Ý nghĩa khoa học Đã xây dựng sở khoa học minh chứng thực tiễn thành công khả ứng dụng liệu địa tin học số nội dung ĐMC dự án quy hoạch khai thác khoáng sản 6.2 Ý nghĩa thực tiễn Kết nghiên cứu tư liệu hỗ trợ lý thuyết thực tiễn cho quan quy hoạch khai thác khoáng sản, trung tâm tư vấn ĐMC ĐTM khả ứng dụng tư liệu địa tin học cho quy hoạch khai thác khoáng sản nói chung cho vùng than Quảng Ninh nói riêng Chương TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ĐỊA TIN HỌC TRONG ĐÁNH GIÁ MÔI TRƯỜNG CHIẾN LƯỢC QUY HOẠCH KHAI THÁC KHOÁNG SẢN 1.1 Tổng quan nghiên cứu ứng dụng địa tin học đánh giá môi trường chiến lược Đánh giá môi trường chiến lược định nghĩa Luật Bảo vệ môi trường Việt Nam 2005, 2014: "Đánh giá môi trường chiến lược việc phân tích, dự báo tác động đến môi trường chiến lược, quy hoạch, kế hoạch phát triển để đưa giải pháp giảm thiểu tác động bất lợi đến môi trường, làm tảng tích hợp chiến lược, quy hoạch, kế hoạch phát triển nhằm bảo đảm mục tiêu phát triển bền vững" Bên cạnh phương pháp truyền thống như: danh mục kiểm tra (Checklist), ma trận tác động (Impact Matrix), phân tích xu hướng ngoại suy (Trend Analysis and Extrapolation), phương pháp công nghệ thuộc lĩnh vực kỹ thuật địa tin học nghiên cứu ứng dụng Joao E Fonseca A trường đại học kinh tế London nghiên cứu ứng dụng GIS đánh giá môi trường chiến lược Hala Effat cộng nghiên cứu sử dụng mô hình hóa đồ kết hợp kết phân tích đa tiêu chí với liệu GIS để đánh giá môi trường khu vực Suez Governorate Năm 2006, Gonzalez A cộng Viện Công nghệ Dublin DIT (Dublin Institute of Technology) đề xuất ứng dụng ứng dụng mô hình GIS đánh giá môi trường chiến lược, theo tác giả, GIS công cụ hiệu tham vấn cộng đồng để nâng cao hiệu định Ainhoa Gonzalez, Alan Gilmer đề xuất thành lập trang webGIS để tham vấn ý kiến cộng đồng báo cáo ĐMC Cabuk N., Dogeroglu T công trường đại học Fatih Istambul chứng minh tính hiệu việc tích hợp tư liệu địa tin học mà tiêu biểu viễn thám GIS ĐMC dự án quy hoạch xây dựng cảnh quan khu nhà dân dụng Uygucgil A., Cabuk N cộng chứng minh tính hợp lý lựa chọn phương án thảm xanh cho quy hoạch tư liệu viễn thám GIS Cũng liên quan đến lựa chọn phương án ưu tiên dự án thành phần Birgit Helga thuộc trường đại học Vrije Amsterdam minh chứng thành công hiệu GIS quy hoạch môi trường nhằm lựa chọn vị trí tối ưu cho nhà máy điện gió Nam Phi Vukicevic J Nedovic-Budic Z sử dụng tư liệu GIS để phân tích đa tiêu đánh giá môi trường chiến lược quy hoạch vùng Tây-Nam Ireland Vanderhaegen M Muro E nghiên cứu ứng dụng khai thác liệu địa không gian hệ thống sở hạ tầng liệu không gian châu Âu INSPIRE (Infrastructure for Spatial Information in Europe) phục vụ cho nghiên cứu ĐTM ĐMC Năm 2008, Bai Hongtao, Xue He đề xuất ứng dụng GIS ĐMC Ainhoa Gonzalez Del Campo thành công ứng dụng GIS ĐMC quy hoạch sử dụng đất Ireland Blair Dave, Schwartz Karry công bố ưu điểm, lợi GIS ĐMC Skehan C chứng minh quản lý liệu địa không gian sở cho việc theo dõi, giám sát việc thực thi nội dung ĐMC Năm 2012, Vukicevic J.S, Nedovic-Budic Z ứng dụng thành công tích hợp GIS phân tích đa tiêu để giải số nội dung ĐMC Năm 2014, Blachowski J ứng dụng GIS phân tích không gian nội dung hoạt động hoạt động khai thác mỏ Năm 1970, giáo sư Thomas L Saaty công bố công trình nghiên cứu phương pháp trình phân tích thứ bậc AHP (Analysis Hierachy Process) Bazartseren B., Solomatine D et al (1999) , việc ứng dụng AHP nâng cao chất lượng báo cáo đánh giá tác động môi trường dự án [38] Năm 2001, Ramanathan R ứng dụng AHP lĩnh vực đánh giá môi trường Ấn Độ Yagmur Kara, Aylin Cigdem Kone ứng dụng AHP đánh giá môi trường cho khu vực lãnh thổ rộng lớn Wan Khadjah, Wan Ismail, Lazim Abdulah thuộc trường đại học Terengan (Malaysia) công bố phương pháp AHP xác định số môi trường ĐMC nước Đông Nam Á Ostrega A Ubermann R (Ba Lan) thành công ứng dụng AHP phân loại ưu tiên lựa chọn phương án cải tạo phục hồi môi trường sau khai thác Cũng lĩnh vực khoáng sản, K Koziol W., Piotrowski Z et al ứng dụng AHP toán phân tích đa tiêu đánh giá tác động chất thải từ mỏ than đá Ba Lan b) Ở Việt Nam Năm 1998, PGS.TS Nguyễn Đình Dương công bố công trình nghiên cứu xây dựng sở liệu phục vụ đánh giá tác động môi trường cho tỉnh Quảng Ninh Năm 1999, PGS.TS Nguyễn Đình Dương, Eddy Nierynck, Trần Văn Ý Luc Hens công bố công trình nghiên cứu xây dựng sở liệu sử dụng đất phục vụ đánh giá môi trường chiến lược thành phố Hạ Long GS.TS Võ Chí Mỹ có công bố khả ứng dụng kỹ thuật địa tin học ĐMC nói chung hoạt động khai thác khoáng sản nói riêng Sự tích hợp GIS AHP để giải toán đa tiêu chí môi trường mỏ GS.TS Võ Chí Mỹ cộng công bố Hội nghị khoa học quốc tế Malaysia Tác giả luận án chủ nhiệm đề tài cấp Bộ Tài nguyên Môi trường với đề tài “Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật địa tin học nội dung ĐMC tỉnh vùng lãnh thổ” Chương NGHIÊN CỨU TÍCH HỢP GIS VÀ PHƯƠNG PHÁP QUÁ TRÌNH PHÂN TÍCH THỨ BẬC AHP TRONG ĐMC - ỨNG DỤNG LỰA CHỌN THỨ TỰ ƯU TIÊN KHAI THÁC KHOÁNG SÀNG THAN Ở ĐỘ SÂU DƯỚI -300 M BỂ THAN QUẢNG NINH 2.1 Cơ sở khoa học AHP khả ứng dụng ĐMC Quá trình phân tích thứ bậc AHP (Analitic Hierichy Process) thuật toán phân tích đa tiêu chí thông qua quy trình khử dần giá trị so sánh cặp tham số (Pairwise Comparison) theo tất tiêu chí, giúp cung cấp tổ hợp thứ tự xếp phương án lựa chọn tối ưu Các tiêu chí lựa chọn thứ tự thưc phương án quy hoạch thành phần quy hoạch khoáng sản có mức độ quan trọng khác nhau, chí xung đột lẫn Giả sử rằng: có M lựa chọn, với N số lượng tiêu chí, phương án lựa chọn liên quan đến tiêu chí với giá trị trọng số khác Gọi aij (i=1, 2, 3…M J=1, 2, 3…N) lựa chọn thứ i (Ai) theo tiêu chí thứ j (Cj); tiêu chí Cj có mức độ quan trọng khác nhau, có nghĩa có trọng số Wj khác nhau, toán phân tích đa tiêu chí thể ma trận sau đây: Phương án lựa chọn A1 A2 A3 AM C1 W1 a11 a21 a31 aM1 C2 W2 a12 a22 a32 aM2 Tiêu chí C3 …… W3 …… a13 …… a23 …… a33 …… aM3 …… CN WN a1N a2N a3N aMN Dựa nguyên lý phân tích đa tiêu chí, tác giả xây dựng sơ đồ cấu trúc thứ bậc đa tầng theo nguyên lý AHP MỤC TIÊU Tiêu chí thành phần Tiêu chí thành phần Phương án Tiêu chí Tiêu chí Tiêu chí thành phần n Tiêu chí thành phần Tiêu chí thành phần n Phương án Tiêu chí thành phần Phương án Tiêu chí n Tiêu chí thành phần Tiêu chí thành phần n Phương án n Mô hình thứ bậc đa tầng Bất kỳ dự án đầu tư khai thác khoáng sản có tác động xã hội môi trường Để định đắn theo tiêu chí ĐMC phát triển bền vững, nghĩa là, phương án đầu tư cần phân tích đánh giá lựa chọn thông qua nhiều tiêu chí Trong AHP, tiêu chí bản, tiêu chí thành phần phân tích đánh giá để xác định “bậc” cuối phương án lựa chọn Quá trình đánh giá sử dụng ma trận so sách cặp với thang điểm 9, xác định trọng số dựa véc-tơ riêng ứng với giá trị riêng lớn nhất, sau kiểm tra hệ số quán Cuối cùng, tất trọng số tổng hợp để lựa chọn đưa định tối ưu Để thực phép phân tích thứ bậc yêu cầu xác định thứ tự ưu tiên khai thác than mức -300 cho khu vực bể than Quảng Ninh, tác giả luận án khái quát trình thực toán AHP thành giai đoạn Giai đoạn Xác định mục tiêu Cần định nghĩa xác toán, xác định mục tiêu toán, tham số có tác động tham gia trình Giai đoạn Xây dựng mô hình thứ bậc đa tầng Từ yếu tố thành phần, tiến hành xây dựng mô hình thứ bậc đa tầng, đó, tầng bao gồm: mục tiêu cuối cùng, tiêu chí chính, tiêu chí thành phần, phương án Việc khái quát mô hình thứ bậc cho phép tập trung cho số lượng tham số không lớn tầng, số lượng yếu tố (n) tầng không nên vượt 7±2 Giai đoạn Xác định mục tiêu Giai đoạn Xây dựng mô hình thứ bậc đa tầng Giai đoạn Thành lập ma trận yếu tố mô hình tính trọng số Giai đoạn Tính véc-tơ yếu tố, xếp yếu tố theo véc-tơ ưu tiên Giai đoạn Kiểm tra toàn mô hình Giai đoạn Phân tích kết Sơ đồ khối giai đoạn xử lý AHP Giai đoạn Thành lập ma trận yếu tố mô hình tính trọng số Nhà khoa học Mỹ Thomas L Saaty đề xuất yếu tố mô hình, bao gồm tiêu chí chính, tiêu chí thành phần, phương án tầng phân tích đánh giá theo cặp theo tiêu chí tầng Để thực đánh giá yếu tố tầng thứ bậc AHP, tiến hành thành lập ma trận: x2 x x1  a a x2  11 12 a a  21 22  xn  an1 an xn  a1n  a2 n    ann  (2.1) đó: aij - mức độ đánh giá tiêu thứ i so với thứ j, aij>0, aij = 1/aji, aii = Ma trận A thỏa mãn điều kiện: aij 0, aij  / a ji i,j=1,2, n Giai đoạn Tính véc-tơ yếu tố, xếp yếu tố theo véc-tơ ưu tiên (trọng số) Véc-tơ ưu tiên (Eigenvector) thể qua trọng số W biểu thị công thức W  w1i , w2i , wni tính dựa tiêu chí phương án nhằm mục đích đạt mục tiêu đề Quy trình tính véc-tơ ưu tiên sau: - Chuẩn hoá ma trận mức độ quan trọng tiêu A cách lấy giá trị ô cột chia cho giá trị tổng cột đó: a  wij  n ij  aij (2.2) i 1 - Tính tổng cho hàng ma trận mới: n  wij   wij (2.3) i 1 - Tính giá trị trung bình dòng ma trận cho trọng số tương ứng tiêu n wii  w j 1 ij (2.4) n công thức trên: i, j  1,2, n Giai đoạn Kiểm tra toàn mô hình thứ bậc Ma trận mức độ quan trọng tiêu thường xây dựng dựa kết nghiên cứu thực nghiệm tính toán theo công thức thực nghiệm (Empirical Formula) - (i) Ma trận phụ thuộc vào chất lượng kết nghiên cứu thực nghiệm kinh nghiệm, cần lưu ý định lượng hóa so sánh tiêu với - (ii) Cần phải xem xét đến tính quán liệu Theo lý thuyết phương pháp AHP, lô-gic đánh giá theo hệ số quán CR (Consistency Ratio) Hệ số cho phép đánh giá, so sánh mức độ quán với tính khách quan (ngẫu nhiên) liệu Quá trình tính toán so sánh cặp có sai số dẫn đến sai số đánh giá Để kiểm tra loại trừ sai số, Saaty sử dụng số quán:   n (2.5) CI  max n  1 đó: λmax - giá trị cực đại ma trận: max đó: n n  n  w w w3i    1i 2i      i 1  i 1  i 1   n  w11 w22 w33    (2.6) 12 Bình Minh Hà Lầm Hà Ráng Suối Lại Ngã Hai Khe Tam Khe Chàm Mông Dương Biểu đồ phân bố không gian khoáng sàng than đối tượng nước mặt Từ biểu, tiến hành tổng hợp, phân tích tính trọng số tiêu phân bố không gian đến đối tượng thể bảng: Mức độ ưu tiên trọng số vị trí đến đối tượng nguồn nước mặt 13 Mông Khe Khe Ngã Hà Suối Bình Hà Khoảng Trọng Dương Chàm Tam Hai Ráng Lại Minh Lầm cách (m) số 0,8 0,8 1,2 1,3 0,8 1,3 500 0,205 Khe Tam 0,2 0,17 0,25 0,2 0,4 0,6 1-1,2 0,040 Ngã Hai 0,7 0,7 2,2 1,2 >150 0,151 Hà Ráng 1,2 1,2 1,3 2,2 500 0,076 0,25 0,17 0,25 0,15 0,8 0,6 0,3 1,5 0,8 0,4 1,2 1,5 Mông Dương Khe Chàm Bình Minh Hà Lầm 100-300, 1km,500 500-700, >1,7 500, sát, >1,7 0,157 0,043 0,092 0,009 (< 0,1) CR thoả mãn CR Mức độ ưu tiên trọng số vị trí đến đối tượng khu dân cư Mông Khe Khe Ngã Hà Suối Bình Hà Khoảng Trọng Dương Chàm Tam Hai Ráng Lại Minh Lầm cách (m) số Mông Dương 1 1,5 2,2 0,2 >500 0,111 Khe Chàm 1 1,3 2,2 0,2 >500 0,109 Khe Tam 0,7 0,7 0,8 1,5 0,8 0,15 >200,>1km 0,079 Ngã Hai 1 1,2 0,25 sát, >1km 0,106 Hà Ráng 0,15 0,15 0,25 0,2 0,4 0,3 0,1 >500,>4km 0,024 Suối Lại 0,4 0,4 0,7 0,5 2,5 0,7 0,1 >500, >1,5 0,052 Bình Minh 1 1,2 3,5 1,5 0,2 50 0,423 CR 0,006 (< 0,1) CR thoả mãn Mức độ ưu tiên trọng số tiêu đến đối tượng khu công nghiệp sản xuất phi nông nghiệp 14 Mông Dương Khe Chàm Khe Tam Ngã Hai Hà Ráng Suối Lại Bình Minh Hà Lầm Khoảng Cách (m) Trọng số 1,5 1,2 0,7 0,7 >300 0,154 Khe Chàm 0,7 1,2 0,8 1,5 0,33 0,33 1,3 >1km,>1,2km 0,084 Khe Tam 0,5 0,8 0,7 1,2 0,25 0,25 1,2 >1km, >1,5 0,068 Ngã Hai 0,8 1,2 1,5 0,33 0,33 1,3 >1km 0,096 Mông Dương 500-700, Hà Ráng 0,33 0,7 0,8 0,5 0,2 0,2 0,7 Suối Lại 1,5 1 2,2 >300 0,238 Bình Minh 1,5 1 2,2 >300 0,238 Hà Lầm 0,33 0,8 0,8 0,8 1,5 0,4 0,4 1,7-2,5 0,051 sát,>200, 1,7-2km 0,072 0,008(< 0,1) CR thoả mãn CR Mức độ ưu tiên trọng số tiêu đối tượng hệ thống đường giao thông Mông Khe Khe Dương Chàm Tam Mông Dương Khe Chàm Khe Tam Ngã Hai Hà Ráng Suối Lại Bình Minh Hà Lầm CR Khoảng cách Ngã Hà Suối Bình Hà tới đường Hai Ráng Lại Minh Lầm giao thông (m) >500, >2km 1,2 0,8 1,2 0,7 0,8 0,7 0,8 0,6 0,7 0,5 0,7 0,7 1,2 1,7 2,5 0,7 1,5 0,8 0,4 0,7 0,5 0,7 0,7 1,5 1,5 1,5 0,7 1 1,3 1,5 1,5 1,3 1,2 1,5 0,7 1,5 0,8 1 1,5 1,5 1,5 Khoảng cách Trọng tới đường số giao thông thường (m) nhiều 0,109 1km chằng chịt 0,088 1,7km nhiều 0,150 1km nhiều 0,084 300m 700 0,134 2.5-3km 1km 0,174 1,5km 300m 0,8 1 0,012(< 0,1) CR thoả mãn 300 0,124 1,5 0,136 15 2.2 Các nhóm tiêu điều kiện địa chất-công nghệ Thứ tự ưu tiên khai thác khoáng sàng phụ thuộc vào điều kiện địa chất-công nghệ Có nhiều thông số liên quan đến nhóm tiêu này, kết khảo sát đặc biệt khả thu thập só liệu thực tế cho phép tác giả xác định thông số điều kiện, bao gồm: mật độ chứa than, chiều dày vỉa, số lượng vỉa, cốt cao khai thác, điều kiện địa chất thủy văncông trình độ chứa khí mỏ Kết tổng hợp, phân tích tính trọng số tiêu đối tượng nhóm thể bảng: Mức độ ưu tiên trọng số tiêu nhóm “Khoảng cách tới khu vực đất tín ngưỡng, tôn giáo du lịch” Mông Dương Khe Chàm Khe Tam Ngã Hai Hà Ráng Suối Lại Bình Minh Hà Lầm Khoảng cách (km) Trọng số 0,7 1,5 0,25 2,2.5,3.5,4,4.5 0,107 1,5 1,3 1,2 0,33 1.5,3 0,144 Khe Tam 0,8 1,3 1 0,25 2.5,4.5,5 0,093 Ngã Hai 0,5 0,5 0,8 1,2 0,8 0,7 0,15 0,062 Hà Ráng 0,33 0,2 0,5 0,8 0,6 0,5 0,14 >6km 0,044 Suối Lại 0,7 0,5 1,2 1,7 0,8 0,2 3.5,4 0,077 Bình Minh 0,8 1,5 1,3 0,25 2,3.5,4.5,5,6 0,097 Hà Lầm 4 300,700,>4km 0,378 Mông Dương Khe Chàm 0,008 (< 0,1) CR thoả mãn CR Mức độ ưu tiên trọng số tiêu “Mật độ chứa than” Mông Dương Khe Chàm Khe Tam Ngã Hai Hà Ráng Suối Lại Bình Minh Hà Lầm Mật độ Trọng số 1,4 1,2 0,33 0,6 0,103 0,7 0,7 0,7 0,2 0,7 0,4 0,7 0,070 Khe Tam 1,3 1 0,3 0,5 0,096 Ngã Hai 0,8 1,3 1 0,25 0,5 0,8 0,091 Hà Ráng 3,5 4 12 0,343 Suối Lại 1,4 1 0,25 0,5 0,095 Bình Minh 1,5 2,5 2 0,5 1,5 0,178 Hà Lầm 0,25 0,33 0,25 0,25 0,07 0,25 0,15 0,25 0,024 Mông Dương Khe Chàm CR 0,002 (< 0,1) CR thoả mãn 16 Mức độ ưu tiên trọng số tiêu “Tổng chiều dày vỉa” Mông Dương Khe Chàm Khe Tam Ngã Hai Hà Ráng Suối Lại Bình Minh Hà Lầm CR Mông Dương Khe Chàm Khe Tam Ngã Hai 0,25 1 14 0,3 4 65 32 0,25 1 14 0,3 0,2 1 12 1,5 0,3 Hà Ráng Suối Lại 0,07 0,5 0,015 0,12 0,07 0,5 0,08 0,7 0,12 0,5 0,03 0,25 -0,003(< 0,1) CR Bình Minh Hà Lầm TCDCV Trọng số 14,68 65,12 14,08 12,2 1,83 8,78 2,45 34,41 0,038 0,008 0,038 0,043 0,522 0,068 0,269 0,015 0,14 0,03 0,5 0,12 0,17 30 0,25 17 0,06 thoả mãn Mức độ ưu tiên trọng số tiêu “Số lượng vỉa than” Mông Dương Khe Chàm Khe Tam Ngã Hai Hà Ráng Suối Lại Bình Minh Hà Lầm CR Mông Dương Khe Chàm Khe Tam Ngã Hai Hà Ráng Suối Lại Bình Minh Hà Lầm Số vỉa than Trọng số 0,8 1,2 4,5 3,5 2,5 1,2 1,5 2,2 4,5 0,8 0,7 1,2 0,5 0,4 0,8 2,5 1,5 0,2 0,3 0,14 0,17 0,2 0,1 0,25 0,33 0,17 0,4 0,5 0,25 1 1 0,5 0,5 0,7 0,33 (< 0,1) CR thoả mãn 0,4 0,33 0,5 0,7 1,5 14 18 11 0,043 0,034 0,054 0,078 0,213 0,165 0,303 0,109 Mức độ ưu tiên trọng số tiêu “Cốt cao khai thác” Mông Dương Khe Chàm Khe Tam Ngã Hai Hà Ráng Suối Lại Bình Minh Hà Lầm CR Mông Dương 0,8 1,5 1,2 Khe Chàm 1,2 4 2,5 Khe Tam 0,33 0,25 0,3 0,7 0,3 0,4 0,3 Ngã Hai 0,7 0,5 3 1,2 Hà Suối Bình Hà Ráng Lại Minh Lầm 0,33 0,8 0,25 0,5 0,4 0,5 1,5 2,5 0,33 0,8 1 2,5 0,33 0,8 0,4 1,2 1,2 0,33 0,8 0,028 (< 0,1) CR thoả mãn CCKT -150,-3 -350,-100 -50, 60,68 -150 -50 -150 -120 -150 Trọng số 0,086 0,051 0,260 0,090 0,217 0,105 0,105 0,085 17 Mức độ ưu tiên trọng số tiêu “Điều kiện địa chất thủy văn-địa chất công trình” Mông Dương Khe Chàm Khe Tam Ngã Hai 0,7 0,7 0,7 0,7 1 1,5 1 1,5 1,5 1,5 1,5 1 1,5 1,5 1,5 1,5 1 1,5 1,5 1,5 Mông Dương Khe Chàm Khe Tam Ngã Hai Hà Ráng Suối Lại Bình Minh Hà Lầm CR Hà Ráng Suối Lại Bình Minh 1,5 0,7 0,7 0,7 1 1,5 0,7 1 1,5 1,5 -0,019 (< 0,1) CR ĐCTVĐCCT Phức tạp TDPT TDPT TDPT Phức tạp TDPT Phức tạp Phức tạp Trọng số ĐCKM (Hạng) I Siêu hạng II,III, SH II,III, Siêu hạng I,II II, III II I,II Trọng số Hà Lầm 0,7 0,7 0,7 0,7 1 thoả mãn 0,7 0,7 0,7 0,7 1 0,149 0,101 0,101 0,101 0,149 0,101 0,149 0,149 Mức độ ưu tiên trọng số tiêu “Độ chứa khí mỏ” Mông Dương Khe Chàm Khe Tam Ngã Hai Hà Ráng Suối Lại Bình Minh Hà Lầm Mông Dương Khe Chàm Khe Tam 1,5 0,5 0,8 0,7 1,2 0,7 1,2 0,8 1,4 0,7 1,5 1,2 0,8 1,3 1,5 0,8 1,4 Ngã Hai Hà Ráng Suối Lại Bình Minh Hà Lầm CR 1,5 1,2 1,4 1,3 1,2 0,8 0,5 0,7 0,8 0,5 0,6 0,8 0,7 0,7 0,7 0,8 0,8 0,7 1,4 1,2 0,8 1,3 1,2 0,8 0,7 -0,001 (< 0,1) CR 1,3 1,4 0,8 1,2 1,4 1,2 0,8 thoả mãn 0,090 0,181 0,147 0,144 0,097 0,127 0,117 0,098 Lựa chọn thứ tự ưu tiên khai thác than độ sâu mức -300 thuộc bể than Hạ Long - Cẩm Phả Từ bảng tính toán trọng số nhóm tiêu tiêu nhóm môi trường điều kiện địa chất - khai thác; tác giả tiến hành tổng hợp để tính điểm trọng số cuối cho phương án, từ đưa thứ tự ưu tiên khai thác than mức -300 cho mỏ thuộc khối Hòn Gai - Cẩm Phả Kết tính toán cho thấy thứ tự ưu tiên khai thác than khoáng sàng sau: Ngã Hai, Khe Tam, Kha Chàm, Mông Dương, Suối Lại, Hà Ráng, Bình Minh, Hà Lầm 18 Chương TÍCH HỢP TƯ LIỆU VIỄN THÁM VÀ GIS ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH TÁC ĐỘNG TÍCH LŨY TRONG ĐMC QUY HOẠCH KHAI THÁC KHOÁNG SẢN 3.1 Lựa chọn thông số đánh giá trình tác động tích lũy khu vực ven bờ Hạ Long-Cẩm Phả - Độ đục (NTU): Turbidity Turbidity Index   green   red  blue - Hàm lượng chất lơ lửng (mg/l): Total Suspended Solids (TSS) NSMI   red   green  pblue  red   green  pblue - Hàm lượng chất diệp lục (mg/l): Chlorophyll-a Chlorophyll - a Index   green   near IR  red - Trạng thái phú dưỡng nước: Trophic state index (TSI) TSI m  TSI Chla  TSI SDD  TSI P Trong đó, ρred, ρgreen,, ρblue, ρnear-IR giá trị phản xạ phổ tương ứng với kênh màu đỏ (là kênh Landsat TM, ETM+ kênh Landsat 8), xanh ( kênh Landsat TM, ETM+ kênh Landsat 8), kênh màu xanh dương (kênh Landsat TM, ETM+ kênh Landsat 8) kênh màu cận hồng ngoại (kênh Landsat TM, ETM+ kênh Landsat 8) 19 3.2 Kết tích hợp tư liệu viễn thám GIS đánh giá trình tích lũy Biến động sử dụng đất Hiện trạng sử dụng đất năm 1991 Hiện trạng sử dụng đất năm 2001 Hiện trạng sử dụng đất năm 2009 Hiện trạng sử dụng đất năm 2014 Kết phân tích trạng sử dụng đất năm 1991, 2001, 2009, 2014 khu vực Hạ LongCẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh 20 Tích lũy biến động đường bờ Diễn biến đường bờ số vị trí giai đoạn 1991, 2001, 2009, 2014 tỉnh Quảng Ninh a c b d Kết phân tích số độ đục (Turbidity Index) khu vực theo năm: a) 2014; b) 2009; c) 2001; d) 1991 21 Chỉ số chất diệp lục CHI (Chlorophyll-a Index) a b c d Kết phân tích số chất diệp lục (Chlorophyll-a Index) khu vực theo năm: a)2014; b)2009; c)2001; d)1991 Chỉ số chất lơ lửng chuẩn hóa a b 22 c d Kết phân tích số chất lơ lửng chuẩn hóa (Normalized Suspended Material Index NSMI) theo năm: a)2014; b)2009; c)2001; d)1991 Chỉ số trạng thái phú dưỡng TSI (Trophic State Index) a c b d Trạng thái phú dưỡng (Trophic State Index) theo năm: a)2014; b)2009; c)2001; d)1991 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ A KẾT LUẬN Khai thác khoáng sản hoạt động gây nhiều tác động mạnh mẽ phức tạp cho thành phần tài nguyên môi trường Cần có phương pháp nghiên cứu nâng cao chất lượng ĐMC quy hoạch khai thác khoáng sản Địa tin học với khả thu thập, quản lý, phân tích, hiển thị chia sẻ thông tin công cụ hiệu nâng cao chất lượng ĐMC quy hoạch khai thác khoáng sản nói chung quy hoạch khai thác than nói riêng Lựa chọn phương án ưu tiên cho quy hoạch thành phần nội dung quan trọng ĐMC nói chung ĐMC quy hoạch khoáng sản nói riêng Kết phân tích đa tiêu chí AHP sở liệu GIS lựa chọn xác phương án ưu tiên khai thác khoáng sàng than độ sâu -300 m khu vực Hạ Long - Cẩm Phả bảo đảm thỏa mãn tiêu chí theo yêu cầu phát triển công nghiệp mỏ bền vững So sánh với phương án lựa chọn theo kinh nghiệm chuyên gia phép suy giải định tính, phương pháp AHP hỗ trợ đánh giá dự án cách khách quan, cung cấp chế tin cậy để kiểm tra, lựa chọn đánh giá mối tương quan tiêu, góp phần giảm thiểu sai lầm định Để xử lý toán nhiều biến, AHP tách toàn vấn đề cần giải thành nhiều tiêu tương ứng với đánh giá khác thông qua trọng số với mục tiêu cần thực Phép phân tích không gian liệu GIS cho phép chiết tách cung cấp thông tin định lượng liệu đầu vào tin cậy cho phương pháp AHP Kết tính toán kiểm soát thông qua số quán CI hệ số quán CR Đây giải pháp hiệu cho kết tin cậy khách quan theo yêu cầu phân tích đa tiêu phương pháp phân tích thứ bậc AHP Bờ biển Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long khu vực bị tổn thương tác động môi trường hoạt động khai thác mỏ bao gồm khai thác lộ thiên, khai thác hầm lò, bãi thải, khu sàng tuyển, chế biến v.v Kết sử dụng ảnh viễn thám đa thời gian phân tích không gian GIS xác định xác, nhanh chóng trình tích lũy thành phần suy thoái ô nhiễm môi trường theo không gian thời gian Nhờ vào tư liệu ảnh đa thời gian phân tích không gian GIS, công nghệ địa tin học cho phép đánh giá tác động tích lũy theo chu kỳ thời gian tổng tích lũy từ nhiều nguồn thời gian tác động Công nghệ địa tin học mà tiêu biểu GIS viễn thám cho phép đánh giá tác động tích lũy với giá trị định lượng có độ xác độ tin cậy cao, giảm công sức thời gian so với phương pháp ĐMC truyền thống 24 B KIẾN NGHỊ Từ kết nghiên cứu, tác giả kiến nghị Cục Thẩm định Đánh giá tác động môi trường Bộ Tài nguyên Môi trường, Trung tâm tư vấn ĐMC lập quy trình hướng dẫn sử dụng GIS AHP lựa chọn phương án ưu tiên ĐMC nói chung ĐMC khai thác khoáng sản nói riêng Kiến nghị ứng dụng viễn thám GIS đánh giá tác động tích lũy bảo đảm cho ĐMC có dự báo tác động tổng hợp tương hỗ CQK nói chung quy hoạch khai thác nói riêng, nhờ giải pháp phòng ngừa giảm thiểu tác động CQK hiệu Với nhiều khả thu thập, phân tích không gian chia sẻ thông tin nhanh chóng, tác giả kiến nghị ứng dụng công nghệ địa tin học ĐMC nói chung quy hoạch khai thác khoáng sản nói riêng để giải nội dung khác như: Mô tả diễn biến thành phần tài nguyên, môi trường khứ; dự báo xu hướng biến động môi trường điều kiện không thực dự án (phương án 0); dự báo xu hướng biến động môi trường điều kiện thực dự án, thành lập đồ dự báo môi trường v.v ĐMC đánh giá môi trường theo đơn vị lãnh thổ, sử dụng liệu địa không gian để hiển thị vấn đề môi trường (kể ô nhiễm, suy thoái tai biến môi trường) dạng đồ, vẽ bảo đảm thể trực quan tường minh CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ThS Trịnh Thị Hoài Thu, KS Vũ Thị Hằng (2010), "Sử dụng phương pháp tính sai biệt số Savi giám sát thay đổi lớp phủ khu vực huyện Từ Liêm - Hà Nội", Tạp chí khoa học Đo đạc Bản đồ, số ThS Vũ Thị Hằng, ThS Nguyễn Thị Lệ Hằng (2011), "Ứng dụng địa tin học đánh giá môi trường chiến lược phục vụ quy hoạch khai thác khoáng sản", Tạp chí Công nghiệp Mỏ, số 3 ThS Vũ Thị Hằng, GS.TS Võ Chí Mỹ (2011), "Nghiên cứu khả tích hợp liệu địa tin học đánh giá môi trường chiến lược dự án chiến lược quy hoạch kế hoạch", Tạp chí Khoa học Đo đạc Bản đồ, số ThS Vũ Thị Hằng, Nguyễn Thị Lệ Hằng (2011), "Khả ứng dụng địa tin học đánh giá môi trường chiến lược phục vụ quy hoạch khai thác khoáng sản", Tạp chí khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất, số 34 ThS Vũ Thị Hằng, Nguyễn Thị Lệ Hằng (2011), "Tích hợp tư liệu viễn thám GIS đánh giá môi trường chiến lược (ĐMC) quy hoạch khai thác khoáng sản", Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học kỹ thuật mỏ toàn quốc lần thứ 22 ThS Vũ Thị Hằng (2012), "Dự báo biến dạng không liên tục bề mặt mỏ dự án quy hoạch khai thác khoáng sản", Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học kỹ thuật mỏ toàn quốc lần thứ 23 ThS Vũ Thị Hằng (2012), "Phân tích liệu GIS phục vụ lựa chọn phương án tối ưu nghiên cứu đánh giá môi trường chiến lược (ĐMC)", Tạp chí khoa học Đo đạc Bản đồ, số 12 ThS Vũ Thị Hằng (2012), "Dự báo tác động môi trường hoạt động khai thác mỏ phục vụ nghiên cứu đánh giá môi trường chiến lược", Tạp chí khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất, số 39 NCS.KS Nguyễn Viết Nghĩa, ThS Vũ Thị Hằng (2013), "Ứng dụng công nghệ GNSS toàn đạc điện tử nghiên cứu biến dạng bề mặt bãi thải phân lớp bãi thải bắc - mỏ than Núi Béo", Tạp chí Công nghiệp Mỏ, số 2B 10 ThS Vũ Thị Hằng, NCS.KS Nguyễn Viết Nghĩa (2013), "Nghiên cứu quy luật dịch chuyển biến dạng bãi thải phục vụ đánh giá tác động môi trường", Tạp chí Công nghiệp Mỏ, số 2B 11 ThS Vũ Thị Hằng, ThS Trịnh Minh Cương (2013), "Khai thác khoáng sản vấn đề cải tạo phục hồi môi trường", Báo Tài nguyên Môi trường, số 22 12 ThS Vũ Thị Hằng (2014), "Ứng dụng công nghệ địa tin học nghiên cứu đặc điểm biến dạng bãi thải mỏ phục vụ cải tạo phục hồi môi trường khai thác khoáng sản", Tuyển tập báo cáo hội nghị khoa học công nghệ, Trắc địa Bản đồ hội nhập quốc tế * Chủ trì 02 đề tài cấp Bộ 13 Mã số TNMT.07.42: "Nghiên cứu sở khoa học xác định quy luật dịch chuyển đất đá biến dạng bãi thải mỏ lộ thiên phương pháp địa tin học phục vụ hoàn thiện quy định cải tạo phục hồi môi trường khai thác khoáng sản", Nghiệm thu đạt kết xuất sắc 14 Mã số: TNMT.04.59: "Nghiên cứu ứng dụng công nghệ địa tin học đánh giá môi trường chiến lược quy hoạch phát triển kinh tế-xã hội cấp vùng điều kiện thực tế Việt Nam", Chưa nghiệm thu [...]... GS.TS Võ Chí Mỹ (2011), "Nghiên cứu khả năng tích hợp dữ liệu địa tin học trong đánh giá môi trường chiến lược các dự án chiến lược quy hoạch kế hoạch" , Tạp chí Khoa học Đo đạc và Bản đồ, số 7 4 ThS Vũ Thị Hằng, Nguyễn Thị Lệ Hằng (2011), "Khả năng ứng dụng địa tin học trong đánh giá môi trường chiến lược phục vụ quy hoạch khai thác khoáng sản" , Tạp chí khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất, số 34 5 ThS Vũ... "Phân tích dữ liệu GIS phục vụ lựa chọn phương án tối ưu trong các nghiên cứu đánh giá môi trường chiến lược (ĐMC)", Tạp chí khoa học Đo đạc và Bản đồ, số 12 8 ThS Vũ Thị Hằng (2012), "Dự báo tác động môi trường của hoạt động khai thác mỏ phục vụ nghiên cứu đánh giá môi trường chiến lược" , Tạp chí khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất, số 39 9 NCS.KS Nguyễn Viết Nghĩa, ThS Vũ Thị Hằng (2013), "Ứng dụng công... trường" , Báo Tài nguyên và Môi trường, số 22 12 ThS Vũ Thị Hằng (2014), "Ứng dụng công nghệ địa tin học nghiên cứu đặc điểm biến dạng bãi thải mỏ phục vụ cải tạo phục hồi môi trường khai thác khoáng sản" , Tuyển tập báo cáo hội nghị khoa học và công nghệ, Trắc địa và Bản đồ vì hội nhập quốc tế * Chủ trì 02 đề tài cấp Bộ 13 Mã số TNMT.07.42: "Nghiên cứu cơ sở khoa học xác định quy luật dịch chuyển đất... Hằng, Nguyễn Thị Lệ Hằng (2011), "Tích hợp tư liệu viễn thám và GIS trong đánh giá môi trường chiến lược (ĐMC) của các quy hoạch khai thác khoáng sản" , Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học kỹ thuật mỏ toàn quốc lần thứ 22 6 ThS Vũ Thị Hằng (2012), "Dự báo biến dạng không liên tục bề mặt mỏ đối với các dự án quy hoạch khai thác khoáng sản" , Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học kỹ thuật mỏ toàn quốc lần thứ... định quy luật dịch chuyển đất đá và biến dạng bãi thải mỏ lộ thiên bằng phương pháp địa tin học phục vụ hoàn thiện quy định về cải tạo phục hồi môi trường trong khai thác khoáng sản" , Nghiệm thu đạt kết quả xuất sắc 14 Mã số: TNMT.04.59: "Nghiên cứu ứng dụng công nghệ địa tin học đánh giá môi trường chiến lược đối với quy hoạch phát triển kinh tế-xã hội cấp vùng trong điều kiện thực tế của Việt Nam", Chưa... LUẬN 1 Khai thác khoáng sản là hoạt động gây nhiều tác động mạnh mẽ và phức tạp cho các thành phần tài nguyên và môi trường Cần có các phương pháp được nghiên cứu nâng cao chất lượng các ĐMC các quy hoạch khai thác khoáng sản Địa tin học với các khả năng về thu thập, quản lý, phân tích, hiển thị và chia sẻ thông tin là công cụ hiệu quả nâng cao chất lượng ĐMC các quy hoạch khai thác khoáng sản nói... và Đánh giá tác động môi trường Bộ Tài nguyên và Môi trường, các Trung tâm tư vấn ĐMC lập quy trình hướng dẫn sử dụng GIS và AHP trong lựa chọn các phương án ưu tiên trong các ĐMC nói chung và ĐMC khai thác khoáng sản nói riêng 2 Kiến nghị ứng dụng viễn thám và GIS trong đánh giá tác động tích lũy bảo đảm cho các ĐMC có dự báo đúng tác động tổng hợp và tư ng hỗ của các CQK nói chung và quy hoạch khai. .. trực quan và tư ng minh CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 1 ThS Trịnh Thị Hoài Thu, KS Vũ Thị Hằng (2010), "Sử dụng phương pháp tính sai biệt chỉ số Savi giám sát sự thay đổi lớp phủ khu vực huyện Từ Liêm - Hà Nội", Tạp chí khoa học Đo đạc và Bản đồ, số 4 2 ThS Vũ Thị Hằng, ThS Nguyễn Thị Lệ Hằng (2011), "Ứng dụng địa tin học đánh giá môi trường chiến lược phục vụ quy hoạch khai thác khoáng sản" , Tạp chí... đó, tiến hành phân tích, đánh giá và đưa ra kết quả cuối cùng 2.2 Nghiên cứu ứng dụng phân tích AHP trên cơ sở dữ liệu GIS lựa chọn thứ tự ưu tiên khai thác khoáng sàng than ở độ sâu mức dưới -300 m bể than Quảng Ninh 2.2.1 Các khoáng sàng than có than ở mức dưới -300 m và nhu cầu lựa chọn phương án ưu tiên Trên bể than Quảng Ninh hiện đang tồn tại nhiều điểm khoáng sàng than kéo dài từ Đông Triều-Uông... vi quy hoạch khai thác Các điểm khoáng sàng than này có các đặc điểm điều kiện địa chất, địa hình, trữ lượng v.v… khác nhau, phân bố ở các vị trí địa lý và không gian với các điều kiện phát triển kinh tế-xã hội và môi trường khác nhau Nghĩa là việc khai thác các khoáng sàng trên phụ thuộc vào rất nhiều tiêu chí Một yêu cầu lớn trong khi thực hiện đánh giá môi trường chiến lược là lựa chọn khai thác ... NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ĐỊA TIN HỌC TRONG ĐÁNH GIÁ MÔI TRƯỜNG CHIẾN LƯỢC QUY HOẠCH KHAI THÁC KHOÁNG SẢN 1.1 Tổng quan nghiên cứu ứng dụng địa tin học đánh giá môi trường chiến lược Đánh giá môi trường. .. đánh giá tác động tích lũy, nói riêng Đề tài luận án tiến sĩ Nghiên cứu xác lập sở khoa học tích hợp tư liệu địa tin học đánh giá môi trường chiến lược (ĐMC) phục vụ quy hoạch khai thác khoáng sản. .. thuyết thực tiễn cho quan quy hoạch khai thác khoáng sản, trung tâm tư vấn ĐMC ĐTM khả ứng dụng tư liệu địa tin học cho quy hoạch khai thác khoáng sản nói chung cho vùng than Quảng Ninh nói riêng