CÔNG NGHỆ GIS TRONG PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ mức độ ô NHIỄM NGUỒN nước mặt TRÊN lưu vực SÔNG HỒNG đoạn CHẢY QUA TỈNH NAM ĐỊNH

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Thông tin chung Tên đề tài: Ứng dụng hệ thống thông tin (GIS) phân tích, đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn nước ở lưu vực sông Hồng đoạn chảy qua tỉnh Nam Định Sinh viên thực hiện: Đặng Văn Hải Lớp: Tin Trắc Địa K52 Hệ đào tạo: Chính quy Điện thoại: 0986895242 Email: danghai2510gmail.com Thời gian thực hiện: 2012 2. Mục tiêu Xác định cơ sở khoa học và công nghệ GIS phân tích, đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn nước mặt Lấy mẫu nước để phân tích mức độ ô nhiễm. Tìm hiểu những nguyên nhân dẫn đến ô nhiễm nguồn nước mặt tại lưu vực sông Hồng đoạn chảy qua Nam Định. Ứng dụng GIS phân tích, đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn nước mặt trên lưu vực sông Hồng đoạn qua tỉnh Nam Định. 3. Nội dung chính Đề tài được hình thành trên ý tưởng ứng dụng công nghệ GIS vào việc phân tích, đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn nước mặt của lưu vực sông Hồng. Với việc tìm hiểu nghiên cứu cùng với sự giúp đỡ của Th.s Trần Mai Hương trong quá trình thực tập và làm Đồ án tốt nghiệp, em đã hoàn thành đồ án với bố cục như sau:

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 3

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 3

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 8

1.1 Cơ sở khoa học về nghiên cứu ô nhiễm nước 8

1.1.1 Khái niệm về ô nhiễm nước 8

1.1.2 Nguyên nhân gây ô nhiễm nước 8

1.1.3 Hậu quả của ô nhiễm nước 8

1.2 Các tiêu chí đánh giá chất lượng nước 9 1.2.1 Tính chất lý học 9

1.2.2 Tính chất hóa học 9

1.3 Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý – GIS 11 1.3.1 Khái niệm về GIS 11

1.3.2 Các thành phần cơ bản trong GIS 12

1.3.3 Chức năng của một hệ GIS 15

1.3.4 Ứng dụng của GIS 16

1.4 Tổng quan về phần mềm ArcGIS 18 1.4.1 Giới thiệu về phần mềm ArcGis 18

1.4.2 Các mô hình dữ liệu địa lý trong ArcGIS 19

1.4.3 Các định dạng dữ liệu phổ biến trong ArcGIS 20

CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN – XÃ HỘI CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU 24 2.1 Giới thiệu chung về sông Hồng 24 2.2 Điều kiện địa lý tự nhiên của lưu vực sông Hồng24 2.2.1 Vị trí địa lý 24

2.2.2 Địa hình 25

2.2.4 Chế độ mưa 27

2.2.5 Mạng lưới sông ngòi 27

2.3 Đặc điểm dân cư – kinh tế, xã hội 29 2.3.1 Đặc điểm dân cư 29

2.3.2 Tình hình phát triển kinh tế 30

2.4 Chất lượng nước sông 32 2.4.1 Chất lượng nước 32

2.4.2 Hiện trạng chất lượng nước 32

2.4.3 Dự báo chất lượng nước mặt trong tương lai 34

CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS TRONG PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM NGUỒN NƯỚC MẶT TRÊN LƯU VỰC SÔNG HỒNG ĐOẠN CHẢY QUA TỈNH NAM ĐỊNH 36 3.1 Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS36 3.1.1 Quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu GIS 36

3.1.2 Thu thập dữ liệu 37

3.1.3 Thiết kế dữ liệu cho chương trình 37

3.1.4 Thiết kế và nhập thông tin thuộc tính cho từng lớp thông tin 38

3.2 Phân tích dữ liệu, thực hiện phương án đánh giá mức độ ô nhiễm 42 3.2.1 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt (QCVN 8:2008/BTNMT) 42

3.2.2 Phương pháp khoanh vùng ô nhiễm quốc gia đối với môi trường nước mặt 44

3.2.3 Các thông số đặc trưng cho chất lượng ô nhiễm môi trường nước mặt .44 3.2.4 Lựa chọn các chất ô nhiễm môi trường nước điển hình, đặc trưng để xác định bộ chỉ tiêu khoanh vùng ô nhiễm nước 49

3.2.5 Xây dựng bộ chỉ tiêu khoanh vùng ô nhiễm môi trường nước mặt 49

3.2.6 Bản đồ khoanh vùng ô nhiễm nguồn nước mặt 52 KẾT LUẬN 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

PHỤ LỤC 60

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

No table of figures entries found.

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1-1 Tên bảng 9

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1 Thông tin chung

Tên đề tài:

Ứng dụng hệ thống thông tin (GIS) phân tích, đánh giá mức độ ônhiễm nguồn nước ở lưu vực sông Hồng đoạn chảy qua tỉnh Nam

ĐịnhSinh viên thực hiện: Đặng Văn Hải

- Xác định cơ sở khoa học và công nghệ GIS phân tích, đánh giá mức độ ô

nhiễm nguồn nước mặt

- Lấy mẫu nước để phân tích mức độ ô nhiễm.

- Tìm hiểu những nguyên nhân dẫn đến ô nhiễm nguồn nước mặt tại lưu vực

sông Hồng đoạn chảy qua Nam Định

- Ứng dụng GIS phân tích, đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn nước mặt trên lưuvực sông Hồng đoạn qua tỉnh Nam Định

3 Nội dung chính

Đề tài được hình thành trên ý tưởng ứng dụng công nghệ GIS vào việc phântích, đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn nước mặt của lưu vực sông Hồng Với việctìm hiểu nghiên cứu cùng với sự giúp đỡ của Th.s Trần Mai Hương trong quá trìnhthực tập và làm Đồ án tốt nghiệp, em đã hoàn thành đồ án với bố cục như sau:Mục lục

Danh mục các hình vẽ

Danh mục các bảng biểu

Thông tin kết quả nghiên cứu

Mở đầu

Chương 1 : Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

Chương 2 : Đặc điểm địa lý tự nhiên – xã hội của khu vực nghiên cứu

Chương 3 : Ứng dụng công nghệ GIS trong phân tích, đánh giá mức độ ônhiễm nguồn nước mặt trên lưu vực sông Hồng đoạn qua tỉnh Nam Định

Tài liệu tham khảo

MỞ ĐẦU

1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài

Nước là tài nguyên duy nhất không thể thay thế được Nước là thành phầnthiết yếu của sự sống và môi trường, quyết định sự tồn tại, phát triển bền vững củađất nước Do vậy phải được quản lý, bảo vệ, khai thác, sử dụng hợp lý, tiết kiệm và

có hiệu quả Nước được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp, công nghiệp, thủyđiện, giao thông, chăn nuôi…

Vùng kinh tế trọng điểm phía Bắc nằm trong hệ thống sông Hồng là vùng cótốc độ phát triển kinh tế - xã hội rất nhanh, đặc biệt là phát triển công nghiệp, nôngnghiệp… kéo theo đó là hàng loạt các tác động trực tiếp, gián tiếp làm ảnh hưởngđến chất lượng nước của hệ thống sông Hồng Trong những năm qua, các cơ quanquản lý môi trường địa phương và các ban ngành đã quan tâm nhiều đến sự thay đổinguồn nước ở lưu vực sông Hồng thông qua việc thực hiện nghiên cứu quan trắcchất lượng nước sông Hồng, chương trình quan trắc môi trường Quốc gia…Tuynhiên, thời gian gần đây, báo chí viết bàn luận nhiều về tình trạng nước sông Hồng

ở đầu nguồn tỉnh Lào Cai lại có dấu hiệu bất thường về màu sắc và mùi, giống nhưhiện tượng từng xảy ra vào mùa khô năm 2011

Theo số liệu điều tra của các cơ quan chuyên ngành về môi trường trong lưuvực sông cho thấy nguồn nước các sông đang có dấu hiệu ô nhiễm nghiêm trọngchủ yếu do các chất hữu cơ, dầu mỡ, dư lượng thuốc bảo vệ thực vật… và đang cóchiều hướng tăng Một khi lượng chất thải này vượt quá khả năng tự làm sạch củamôi trường tự nhiên thì sẽ làm ô nhiễm môi trường Và như thế sự phát triển kinh tếcủa vùng sẽ có mức độ chậm lại, thậm chí tụt lùi nếu như nguồn nước bị cạn kiệt vềlượng và suy thoái về chất

Cùng với sự phát triển kỳ diệu của công nghệ thông tin, viễn thông, Hệ thốngtin địa lý (Geographycal Information System - GIS) ngày càng trở thành công cụ hỗtrợ đắc lực cho các nhà quản lý trong việc phát triển kinh tế, xã hội Nhờ vào khảnăng tích hợp thông tin mật độ cao, cập nhật thông tin dễ dàng cũng như khả năngphân tích Hệ thống thông tin địa lý ngày càng được ứng dụng rộng rãi và nhanhchóng trở thành một công cụ trợ giúp quyết định cho tất cả các ngành từ qui hoạchđến quản lý, tất cả các lĩnh vực từ tài nguyên thiên nhiên, môi trường, đất đai, hạ

tầng kỹ thuật đến mô hình hóa các tiến trình của tự nhiên, sự lan truyền ô nhiễmmôi trường GIS còn được công nhận là một hệ thống nhiều tiện ích trong các côngtác đo đạc địa lý, công tác điều tra tài nguyên thiên nhiên, phân tích hiện trạng và

dự báo xu hướng diễn biến tài nguyên môi trường

Vì vậy việc ứng dụng hệ thống thông tin địa lý để đánh giá, phân tích mức độ

ô nhiễm nguồn nước tại lưu vực sông Hồng là một yêu cầu cấp thiết và quan trọng

2 Tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Tính cấp thiết của đề tài : Ô nhiễm nước đang là vấn đề đáng bảo động trên

thế giới hiện nay Đặc biệt là các nước đang phát triển như nước ta Cùng với sựphát triển đó thì các nhà máy, khu công nghiệp… đã thải ra môi trường một lượngchất thải độc hại làm ảnh hưởng nghiêm trọng tới nguồn nước Do vậy cần phảiphân tích các nguyên nhân mức độ dẫn đến ô nhiễm nguồn nước để từ đó có biệnpháp khắc phục, hạn chế đến mức tối đa mức độ ô nhiễm

Ý nghĩa khoa học của đề tài: Đề tài giúp sinh viên mở rộng thêm hiểu biết về

tình trạng ô nhiễm môi trường nước ở lưu vực sông Hồng Đồng thời, đồ án chophép đánh giá khả năng của công nghệ GIS trong việc quản lý, đánh giá mức độ ônhiễm môi trường nước

Ý nghĩa thực tiễn của đề tài : Kết quả nghiên cứu của đồ án đã đưa ra số liệu

thống kê về mức độ xảy ra ô nhiễm nước, góp phần chỉ ra tính cấp thiết và biệnpháp để cải tạo, quản lý môi trường cho hợp lý, hạn chế phát sinh thêm các điểm ônhiễm mới, đưa đất nước phát triển theo hướng bền vững Đồng thời việc xây dựngứng dụng GIS của đồ án giúp cho các nhà quản lý có thể khảo sát hiện trạng và tracứu thông tin một cách nhanh chóng, chính xác

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Cơ sở khoa học về nghiên cứu ô nhiễm nước

1.1.1 Khái niệm về ô nhiễm nước

Ô nhiễm nước là hiện tượng các vùng nước như sông, hồ, biển, nước ngầm

bị các hoạt động của con người làm nhiễm các chất có thể gây hại cho con người vàcuộc sống các sinh vật trong tự nhiên

Hiến chương châu Âu về nước đã định nghĩa: " Ô nhiễm nước là sự biến đổinói chung do con người đối với chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước và gây nguyhiểm cho con người, cho công nghiệp, nông nghiệp, cho động vật nuôi và các loàihoang dã."

Theo bản chất các tác nhân gây ô nhiễm, người ta phân ra các loại ô nhiễmnước: ô nhiễm vô cơ, hữu cơ, ô nhiễm hoá chất, ô nhiễm sinh học, ô nhiễm bởi cáctác nhân vật lý

1.1.2 Nguyên nhân gây ô nhiễm nước

Ô nhiễm có nguồn gốc tự nhiên: Do mưa, tuyết tan, gió bão, lũ lụt đưa vàomôi trường các chất thải bẩn, các sinh vật và vi sinh vật có hại kể cả xác chết củachúng

Ô nhiễm có nguồn gốc nhân tạo: Quá trình thải các chất độc hại chủ yếu dướidạng lỏng như chất thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vào môitrường nước

1.1.3 Hậu quả của ô nhiễm nước

Gây ra hiện tượng thủy triều đen, thủy triều đỏ làm phá hủy cân bằng sinh thái,làm chết sinh vật sống trong nước

Nước bị ô nhiễm mang nhiều chất vô cơ, hữu cơ thấm vào đất gây ô nhiễmnghiêm trọng cho đất và các sinh vật sống trong đất

Thiếu nước sạch cho đời sống, sinh hoạt và sản xuất

Ô nhiễm môi trường nước không chỉ ảnh hưởng đến con người, đất, nước màcòn ảnh hưởng đến không khí Các hợp chất hữu cơ, vô cơ độc hại trong nước thải

thông qua vòng tuần hoàn nước, theo hơi nước vào trong không khí làm cho mật độbụi bẩn trong không khí tăng lên Không những vậy, các hơi nước này còn là giábám cho các vi sinh vật và các loại khí bẩn độc hại khác (SO2, CO2, CO…) Cáckhí độc này ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường khí quyển và con người, gây

ra các căn bệnh liên quan đến đường hô hấp

1.2 Các tiêu chí đánh giá chất lượng nước

1.2.1 Tính chất lý học

- Nhiệt độ: Nhiệt độ của nước ổn định và phụ thuộc vào điều kiện môi trường.Nhiệt độ của nước ảnh hưởng đến quá trình xử lý và các nhu cầu tiêu thụ Nhiệt độnước ngầm thường tương đối thấp, đặc biệt nước ngầm tầng sâu nhiệt độ của nướcngầm xuống tới 7 đến 120C Bên cạnh đó có trường hợp nước ngầm có nhiệt độ quácao tới 70 đến 800C (nước khoáng) chỉ thích hợp sử dụng cho những mục đíchđặc biệt

- Độ màu: Màu của nước do các chất lơ lửng trong nước tạo nên, các chất lơlửng này có thể là thực vật hoặc các chất hữu cơ dưới dạng keo Độ màu không gâyđộc hại đến sức khỏe

- Độ đục: Độ đục để đánh giá sự có mặt của các chất lơ lửng trong nước ảnhhưởng đến độ truyền ánh sáng Độ đục không gây độc hại đến sức khỏe nhưng ảnhhưởng đến quá trình lọc và khử trùng nước

- Mùi vị: Các chất khí, khoáng và một số hóa chất hòa tan trong nước làm chonước có mùi Các mùi vị thường gặp: mùi đất, mùi tanh, mùi thúi, mùi hóa học đặctrưng như Clo, amoniac, vị chát, mặn, chua…

- Cặn: Gồm có cặn lơ lửng và cặn hòa tan (vô cơ và hữu cơ), cặn không gâyđộc hại đến sức khỏe nhưng ảnh hưởng đến quá trình xử lý nước

- Tính phóng xạ (phóng xạ , ): Nước ngầm thường nhiễm các chất phóng xạ

tự nhiên, thường nước này vô hại đôi khi có thể dùng để chữa bệnh Nhưng nếu chỉtiêu này bị nhiễm bởi các chất phóng xạ từ nước thải, không khí, từ các chất độc hạivượt quá giới hạn cho phép thì rất nguy hiểm

- Độ kiềm: Do 3 ion chính HCO3-, OH-, CO32- làm cho nước có độ kiềm Độkiềm ảnh hưởng đến quá trình keo tụ, khử sắt, làm mềm nước, kiểm tra độ ăn mòn,

- Độ cứng: Độ cứng của nước biểu thị hàm lượng các ion Ca2+ và Mg2+

- Clorua (Cl-): Clorua trong nước biểu thị độ mặn Clorua không gây độc hạiđến sức khỏe con người nhưng dùng lâu sẽ gây nên bệnh thận

- Sunfat (SO42- ): Sunfat tiêu biểu cho nguồn nước bị nhiễm phèn hoặc nước cónguồn gốc khoáng chất hoặc hữu cơ Sunfat gây độc hại đến sức khỏe con người

- Sắt (Fe2+, Fe3+): Sắt tồn tại trong nước dạng sắt 3 (dạng keo hữu cơ, huyềnphù), dạng sắt 2 (hòa tan) Sắt cao tuy không gây độc hại đến sức khỏe con ngườinhưng nước sẽ có mùi tanh khó chịu và nổi váng bề mặt

- Mangan (Mg2+): Mangan có trong nước với hàm lượng thấp hơn sắt nhưngcũng gây nhiều trở ngại giống như sắt

- Ôxy hòa tan (DO): Ôxy hòa tan trong nước phụ thuộc vào các yếu tố: nhiệt

độ, áp suất và đặc tính của nguồn nước (thành phần hóa học, vi sinh, thủy sinh).Xác định lượng ôxy hòa tan là phương tiện để kiểm soát ô nhiễm và kiểm tra hiệuquả xử lý

- Nhu cầu ôxy hóa học (COD): Là lượng ôxy cần thiết để ôxy hóa hết các hợpchất hữu cơ có trong nước Nước nhiễm bẩn sẽ có độ ôxy hóa cao phải tốn nhiềuhóa chất cho công tác khử trùng

- Nhu cầu Ôxy sinh hóa (BOD): Là lượng ôxy cần thiết để vi khuẩn sử dụngphân hủy chất hữu cơ dưới điều kiện hiếu khí Chỉ tiêu này để đánh giá khả năng tựlàm sạch của nguồn nước BOD càng cao chứng tỏ mức độ ô nhiễm càng nặng

- Florua (F-): Nếu thường xuyên dùng nước có florua lớn hơn 1,3mg/l hoặcnhỏ hơn 0,7mg/l đều dễ mắc bệnh hư hại men răng

- Dihydro sunfua (H2S): Khí này là sản phẩm của quá trình phân hủy các chấthữu cơ, rác thải Khí này làm nước có mùi trứng thối khó chịu, với nồng độ cao, nó

có tính ăn mòn vật liệu

- Các hợp chất của axít Silicic (Si): trong nước nếu có các hợp chất axit silicic

sẽ rất nguy hiểm

- Phốt phát (PO42-): Có phốt phát vô cơ và phốt phát hũu cơ

- Nitơ (N) và các hợp chất chứa Nitơ (NH4+, NO2-, NO3-): Sự phân hủy củarác thải, các chất hữu cơ có trong nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp tạothành các sản phẩm amoniac, nitrít, nitrát Sự hiện diện của các hợp chất này là chấtchỉ thị để nhận biết trạng thái nhiễm bẩn của nguồn nước

- Chất béo và dầu mỡ: Chất béo và dầu mỡ dễ phân tán và khuyếch tán rộng.Chất béo ngăn sự hòa tan ôxy vào nước, giết các vi sinh vật cần thiết cho việc tựlàm sạch nguồn nước

- Thuốc diệt cỏ và trừ sâu: Thuốc diệt cỏ và trừ sâu gây ra các tổn thương trên

hệ thần kinh nếu tiếp xúc lâu ngày, chúng cũng có thể tích tụ trong cơ thể gây ranhững biến đổi gen hoặc các bệnh nguy hiểm

- Tổng số vi trùng: Chỉ tiêu này để đánh giá mật độ vi trùng trong nước, các vikhuẩn này hoặc sống trong nước, hoặc từ đất rửa trôi vào nước hoặc từ các chất bàitiết Chỉ tiêu này không đánh giá về mặt độc hại đối với sức khỏe mà chỉ đánh giáchất lượng nguồn nước.

- Coliform: Coliform sống ký sinh trong đường tiêu hóa của người và độngvật, chỉ tiêu này dùng để xem xét sự nhiễm bẩn của nước bởi các chất thải

- E Coli: Chỉ tiêu này đánh giá sự nhiễm phân của nguồn nước nhiều hay ít(nhiễm phân người hoặc động vật), gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người, đôi khithành dịch bệnh lan truyền

Từ những chỉ tiêu trên bộ tài nguyên môi trường đã ban hành quy chuẩn kỹthuật quốc gia về chất lượng nước mặt quy định hàm lượng giới hạn các chất cótrong nước mặt trước khi được đưa vào khai thác sử dụng

1.3 Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý – GIS

1.3.1 Khái niệm về GIS

Hệ thống thông tin địa lý - Geographic Information System (GIS) là mộtnhánh của công nghệ thông tin, đã hình thành từ những năm 60 của thế kỷ trước vàphát triển rất mạnh trong những năm gần đây

GIS được sử dụng nhằm xử lý đồng bộ các lớp thông tin không gian (bản đồ)gắn với các thông tin thuộc tính, phục vụ nghiên cứu, quy hoạch và quản lý các hoạtđộng theo lãnh thổ

Có nhiều định nghĩa về GIS, nhưng đều thống nhất quan niệm chung: Hệthống thông tin địa lý (GIS – Geographical Information System), đó là một hệ thôngtin có khả năng thu thập, cập nhật, phân tích và quản trị, biểu diễn dữ liệu địa lýphục vụ giải quyết các bài toán ứng dụng có liên quan đến vị trí địa lý trên bề mặttrái đất hoặc được định nghĩa như là một hệ thông tin với khả năng truy nhập, tìmkiếm, phân tích, xử lý và truy xuất dữ liệu địa lý nhằm hỗ trợ cho công tác quản lý,quy hoạch và quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường

Xét dưới góc độ là công cụ, GIS dùng để thu thập, lưu trữ, biến đổi, hiển thịcác thông tin không gian nhằm thực hiện các mục đích cụ thể

Xét dưới góc độ là phần mềm, GIS làm việc với các thông tin không gian, phikhông gian, thiết lập quan hệ không gian giữa các đối tượng Có thể nói các chứcnăng phân tích không gian đã tạo ra diện mạo riêng cho GIS

Xét dưới góc độ ứng dụng trong quản lý nhà nước, GIS có thể được hiểu như

là một công nghệ xử lý các dữ liệu có toạ độ để biến chúng thành các thông tin trợgiúp quyết định phục vụ các nhà quản lý

Xét dưới góc độ hệ thống, GIS là hệ thống gồm các hợp phần: phần cứng,phần mềm, cơ sở dữ liệu và cơ sở tri thức chuyên gia

1.3.2 Các thành phần cơ bản trong GIS

Hệ thống thông tin địa lý bao gồm các thành phần sau: Phần cứng, phần mềm,CSDL, tri thức con người và phương thức tổ chức thực hiện

Hình 1-1 : Mô phỏng các thành phần cơ bản trong GIS

Hình 1-2 : Hệ thống phần cứng

b Phần mềm

Phần mềm hệ thông tin địa lý bao gồm hệ điều hành hệ thống, phần mềm quảntrị cơ sở dữ liệu, phần mềm hiển thị đồ họa…Thông thường dựa trên mục tiêu xâydựng cơ sở dữ liệu người ta lựa chọn các giải pháp cho phần cứng và phần mềm hệthống thông tin địa lý

Phần mềm GIS cung cấp các chức năng và các công cụ cần thiết để lưu giữ,

phân tích và hiển thị thông tin địa lý

Phần mềm GIS rất đa dạng và do nhiều hãng khác nhau sản xuất Các phầnmềm GIS có thể giống nhau ở chức năng, song khác nhau về tên gọi, hệ điều hànhhay môi trường hoạt động, giao diện, khuân dạng dữ liệu, không gian và hệ quản trị

cơ sở dữ liệu Một số phần mềm GIS hiện nay: Mapinfo, ArcGis của ESRI, MGEcủa Intergrap, các phần mềm GIS mã nguồn mở…

c Cơ sở dữ liệu

Cơ sở dữ liệu là các thông tin được lưu dưới dạng số theo một khuân dạng nào

đó mà máy tính có thể hiểu và đọc được Cơ sở dữ liệu trong hệ thông tin địa lý baogồm các dữ liệu không gian (đó là các dữ liệu điểm - Point, đường - Line, vùng -Polygon) và các dữ liệu thuộc tính (các dữ liệu dạng chữ - số, dữ liệu multimedia…)

Hình 1-3 : Cơ sở dữ liệuKhác với bản đồ trên giấy, GIS có thể tổ hợp nhiều lớp thông tin, mỗi loạithông tin trên bản đồ có thể bố trí trên một lớp riêng, người sử dụng có thể tươngtác trực tiếp với các lớp thông tin thông qua các thao tác bật tắt theo nhu cầu.

Hình 1-4 : Các lớp thông tin trong hệ thốngĐiểm mạnh của GIS so với các bản đồ giấy chính là khả năng cập nhật dữ liệunhanh và cho phép thực hiện các phép phân tích không gian và chọn những thôngtin cần theo mục đích sử dụng Có vai trò quan trọng trong quy hoạch và quản lýmôi trường, quản lý địa giới hành chính…

d Con người

Trong GIS, phần con người còn được biết đến dưới các tên gọi khác như phầnnão hay phần sống của hệ thống Con người tham gia vào việc thiết lập, khai thác vàbảo trì hệ thống một các gián tiếp hay trực tiếp Có hai nhóm người quan trọng trựctiếp quyết định sự tồn tại và phát triển của GIS là người sử dụng và người quản lý

sử dụng GIS

Công nghệ GIS sẽ bị hạn chế nếu không có con người tham gia quản lý hệthống và phát triển những ứng dụng GIS trong thực tế Người sử dụng GIS có thể lànhững chuyên gia kỹ thuật, người thiết kế và duy trì hệ thống, hoặc những ngườidùng GIS để giải quyết các vấn đề trong công việc

e Phương thức tổ chức

Trên cơ sở các định hướng, chủ trương ứng dụng của các nhà quản lý, cácchuyên gia chuyên ngành sẽ quyết định xem GIS sẽ được xây dựng theo mô hìnhứng dụng nào, lộ trình và phương thức thực hiện như thế nào, hệ thống được xâydựng sẽ đảm đương được các chức năng trợ giúp quyết định gì, từ đó có những thiết

kế về nội dung, cấu trúc các hợp phần của hệ thống cũng như đầu tư tài chính…

1.3.3 Chức năng của một hệ GIS

Theo Meaden và Kapetsky (1991): Các chức năng của một hệ GIS có thể chiathành 6 nhóm và một điều dễ nhận ra là các chức năng của hệ GIS chủ yếu tập trungvào vấn đề dữ liệu của hệ thống thông tin, trong đó:

Thu thập và mã hóa dữ liệu: Là quá trình thực hiện tiếp nhận các dữ liệu đầu

vào và chuyển các dữ liệu này theo khuôn mẫu áp dụng được cho GIS

Thao tác xử lý dữ liệu: Nhằm mục đích đưa các dữ liệu dưới dạng các tập tin

sao cho máy tính có thể dễ dàng sử dụng

Sắp xếp dữ liệu: Là cách lựa chọn các thông tin dựa trên một tiêu chuẩn hoặc

một chủ đề nào đó

Biểu diễn: Là thực hiện việc biểu diễn các dữ liệu bằng các biểu đồ, bản đồ,

các bảng biểu của một đối tượng địa lý

Quản lý CSDL: Là việc sắp xếp quản lý các dữ liệu phức tạp sao cho việc truy

cập, kết nối dễ dàng, lưu trữ và bảo quản dữ liệu bảo đảm cho hệ thống luôn hoạtđộng

Phân tích không gian: là chức năng quan trọng nhất của GIS Nó là quá trình

thực hiện một trong các loạt thao tác như: Truy vấn tọa độ địa lý, truy vấn dữ liệuđặc tính (truy vấn phi không gian) hay thao tác dữ liệu mới từ dữ liệu ban đầu(chồng xếp bản đồ, cắt theo vùng, tách lọc thông tin ) Quá trình này thực hiện haimối quan hệ: Mối quan hệ giữa dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian; Mối quan

hệ không gian giữa các đối tượng địa lý Kết quả phân tích không gian có thể đượcthể hiện thông qua các bản đồ, đồ thị, các báo cáo hoặc cả ba sản phẩm

Hình 1-5 : Mô phỏng chức năng của hệ GIS

1.3.4 Ứng dụng của GIS

Ngày nay, trên thế giới hệ thống thông tin địa lý đã trở nên không thể thiếuđược trong các ứng dụng kinh doanh, quản trị, nghiên cứu,…Nhiều cơ quan chínhphủ, các công ty đã đầu tư rất nhiều tiền, công sức để xây dựng hệ thông tin địa lýcho riêng mình và thực tế cho thấy kết quả thu được hoàn toàn tương xứng chi phí

bỏ ra

Ở nước ta trong những năm gần đây đã và đang có nhiều tổ chức, cơ quan vànhiều người đã bắt đầu quan tâm nghiên cứu các ứng dụng của hệ thông tin địa lý,đặc biệt là nhiều cơ quan Nhà nước đã bắt đầu xây dựng hệ thông tin địa lý trongcông tác quản lý như quản lý đô thị, quản lý giao thông, quản lý hệ thống thoátnước, quy hoạch đường…

Nhìn chung, hệ thông tin địa lý được xây dựng để phục vụ cho nhiều mục tiêukhác nhau, đặc biệt là trợ giúp cho lao động trí óc của con người Cùng một cơ sở

dữ liệu nhưng nhiều đối tượng khác nhau khai thác, mỗi đối tượng sẽ khai thác theokhía cạnh riêng của mình Mặc dù rất đa dạng và phong phú, các ứng dụng GIS cóthể được phân thành ba nhóm, căn cứ vào mức độ và phạm vi áp dụng chúng, baogồm các ứng dụng loại kiểm kê, các ứng dụng loại phân tích và các ứng dụng loạiquản lý

Các ứng dụng kiểm kê: Một dự án GIS thường được bắt đầu bằng công táckiểm kê các đối tượng nghiên cứu tại khu vực đã lựa chọn, (chẳng hạn các loạirừng, thuỷ văn, sử dụng đất ) Các đối tượng này được biểu diễn trong môi trườngGIS dưới dạng các lớp thông tin địa lý Các ứng dụng trong giai đoạn này chủ yếutập trung vào việc cập nhật và đơn giản hoá các quy trình thu thập dữ liệu

Các ứng dụng phân tích: Sau khi đã hoàn thành giai đoạn kiểm kê, các kỹthuật phân tích không gian và phân tích thống kê của công nghệ GIS sẽ cho phépthực hiện một loạt tra vấn phức tạp đối với các lớp thông tin chứa dữ liệu chuyên

đề

Các ứng dụng quản lý: Các kỹ thuật phân tích không gian và xây dựng môhình ở mức độ cao hơn sẽ hỗ trợ cho các quyết định của các nhà quản lý, lãnh đạocác ban ngành và các cấp chính quyền Trong giai đoạn này của dự án GIS, trọngtâm của các ứng dụng đã chuyển từ công tác thu thập dữ liệu sang các thao tác xử

lý, phân tích và mô hình hoá để giải quyết các vấn đề bức xúc của thế giới thực.GIS được ứng dụng cụ thể trong một số các lĩnh vực sau:

- Môi trường : Nhiều tổ chức môi trường trên thế giới cũng như nhiều quốc gia

đã áp dụng GIS vào lĩnh vực môi trường Với mức đơn giản của GIS được sử dụng

để đánh giá hiện trạng môi trường các khu vực trên trái đất; phức tạp hơn, GIS dùng

để mô hình hoá các tiến trình xói mòn đất, cảnh báo sự lan truyền ô nhiễm trongmôi trường, mức độ ô nhiễm môi trường Quản lý giám sát tài nguyên, thiên nhiên,môi trường bao gồm các chức năng: quản lý gió và thuỷ hệ, các nguồn nhân tạo,bình đồ lũ, vùng ngập úng, đất nông nghiệp, tầng ngập nước, rừng, vùng tự nhiên,phân tích tác động môi trường…Xác định ví trí chất thải độc hại Mô hình hoá nướcngầm và đường ô nhiễm Phân tích phân bố dân cư, quy hoạch tuyến tính

- Ứng dụng trong kinh doanh: Khả năng của công nghệ GIS giúp đỡ thực hiện

các quyết định kinh doanh tốt hơn thông qua phân tích địa điểm và sự thay đổi dân

số trong khu vực, đó là điểm mấu chốt đảm bảo vị trí của công nghệ trong cộngđồng kinh doanh

- Quản lý hành chính và phân bố dân số: Khả năng của công nghệ GIS về mô

tả hình vẽ và phân tích số liệu dân số mở ra những cơ hội cho một sự phân tích tincậy trong quá trình trợ giúp quyết định và tạo ra các quyết định chính sách đượclòng dân

- Quản lý cơ sở hạ tầng kiến trúc: Những khả năng về phát triển, bảo trì và

quản lý mạng lưới nước, nước thải, gas, điện và truyền thông thông tin… đã lànhững nhận thức đầu tiên về tiềm năng của hệ thống thông tin địa lý

- Bản đồ và cơ sở dữ liệu xuất bản: Các cơ quan đo đạc bản đồ đã đi đầu trong

lĩnh vực tự động hoá bản đồ Cơ quan bản đồ quốc phòng, bộ nội vụ và một số cơquan khác

- Dầu khí, gas và thăm dò khoáng sản: Các nhà địa vật lý và địa chất đã bắt

đầu nghiên cứu nghiêm túc về khả năng của công nghệ GIS thành một công cụ nângcao (cải tiến) mô hình thăm dò

- Y tế và an toàn nhân dân: Các cơ quan y tế sẽ nhận thức được tốt hơn cũng

như tội phạm và hoả hoạn nếu phân tích các bản đồ theo dõi sự lan truyền bệnh vàcác hoạt động tội phạm Công nghệ GIS cung cấp khả năng thực hiện các nhiệm vụ

đó nhanh chóng thường xuyên và mức độ tin cậy cao và giá thành thấp

1.4 Tổng quan về phần mềm ArcGIS

1.4.1 Giới thiệu về phần mềm ArcGis

ArcGis là phần mềm ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý của việnnghiên cứu hệ thống môi trường (ESRI) Bộ phần mềm ArcGis có khả năng khaithác hết các chức năng của GIS trên các ứng dụng khác nhau như: Desktop, máychủ (bao gồm Web), hoặc hệ thống thiết bị di động Hệ thống phần mềm Arcgiscung cấp những công cụ rất mạnh để quản lý, cập nhật và phân tích thông tin tạonên một hệ thống thông tin hoàn chỉnh

Hình 1-6 : Hệ thống phần mềm ArcGISDesktop GIS bao gồm các phần mềm chạy trên máy tính để bàn: ArcGISdesktop, ArcGIS desktop Extensions và ArcGIS Desktop Applications Những phầnmềm này dùng để tạo, nhập, biên tập, truy vấn về bản đồ, phân tích và xuất bảnthông tin địa lý.

Server GIS: Các sản phẩm phần mềm GIS server của ESRI cho phép thao táccác dịch vụ dữ liệu GIS trên môi trường máy chủ Các sản phẩm Arc GIS Servernhư một công cụ chính để mở rộng ứng dụng kĩ thuật về không gian địa lý trong hệthống thông tin quy mô lớn thông qua việc quản lý và ứng dụng dữ liệu tập chungkết hợp với các chuẩn công nghệ thông tin

Mobile GIS: Kĩ thuật của ArcGis có thể được phát triển trên hệ thống di động,

từ các thiết bị nhỏ nhẹ như PDA, máy tính xách tay, máy tính bảng Cùng vớiArcIMS hoặc ArcGIS server bộ phần mềm ứng dụng trên server cho phép ngườidùng truy cập dữ liệu hay cập nhật dữ liệu theo thời gian thực từ máy chủ GIS Webtrung tâm

1.4.2 Các mô hình dữ liệu địa lý trong ArcGIS

ArcGIS lưu trữ và quản lý dữ liệu địa lý ở nhiều khuôn dạng Ba mô hình dữliệu cơ bản mà ArcGIS sử dụng là vector, raster và TIN Ngoài ra, người dùng cóthể nhập dữ liệu bảng vào GIS

a Mô hình Vector

Một cách để biển diễn các hiện tượng địa lý là dùng points, lines vàpolygons.Cách biểu diễn thế giới như thế này được gọi là mô hình dữ liệu Vector.

Mô hình Vector được dùng chủ yếu để mô tả và lưu trữ những đối tượng rời rạc nhưnhà, đường ống dẫn, đường bao thửa…

ArcGIS lưu dữ liệu vector trong các lớp đối tượng (feature classes) và trongtập hợp của các lớp đối tượng quan hệ topo Các thuộc tính của đối tượng được lưutrong bảng ArcGIS sử dụng 3 mô hình vector để biểu diễn dữ liệu đặc trưng là:coverages, shapefiles, và geodatabases

b Mô hình Raster

Trong mô hình raster, thế giới được biểu diễn như một bề mặt được chia thànhnhững ô lưới bằng nhau Mô hình raster được dùng để lưu trữ và phân tích dữ liệuliên tục trên một vùng nào đấy Mỗi ô ảnh chứa một giá trị có thể biểu diễn cho mộtgiá trị đo được Dữ liệu raster gồm các loại ảnh (ảnh hàng không, ảnh vệ tinh, ảnhquét dùng để số hóa, làm nền) và grid (dùng để phân tích và lập mô hình)

Grid có thể được tạo từ dữ liệu vector Grids có thể chứa các dữ liệu liên tục,như một lớp bề mặt Chúng có thể lưu giữ các thông tin thuộc chủ đề và thuộc tínhcủa chủ đề Ví dụ, ảnh grid về kiểu phân bố thực vật lưu giữ số hiệu mã hóa chotừng loại thực vật, tên loại thực vật Kích thước ô ảnh càng nhỏ, thì bản đồ có độchính xác càng cao và càng chi tiết Tuy nhiên, sẽ làm tăng kích thước file ảnh

d Dữ liệu dạng bảng

Có thể xem GIS như là một CSDL hình học Cũng giống như các CSDL khác,ArcGIS cho phép kết nối các bảng dữ liệu với nhau

1.4.3 Các định dạng dữ liệu phổ biến trong ArcGIS

ArcGIS hỗ trợ cả hai mô hình đối tượng file-based và mô hình đối tượngDBMS

Hai mô hình file-based là coverages và shapefiles Coverages và shapefiles là

mô hình dữ liệu quan hệ địa lý (georelational data model) Những mô hình này lưu

dữ liệu vector cho các đối tượng trong các tập tin nhị phân và sử dụng số định danhduy nhất để liên kết đối tượng với thuộc tính nằm trong bảng thuộc tính

Mô hình đối tượng DBMS được ArcGIS hỗ trợ là mô hình dữ liệu geodatabase(geodatabase data model) Trong mô hình này, các đối tượng được lưu thành cáchàng của bảng cơ sở dữ liệu quan hệ Các hàng trong bảng chứa cả thông tin tọa độ

và thông tin thuộc tính cho đối tượng

a Coverages

Coverages là định dạng chính sử dụng trong những phép xử lý phức tạp, đểxây dựng các tập dữ liệu địa lý chất lượng cao, và để thực hiện phân tích không gianlớn của ArcInfo

Các đối tượng chính trong Coverage :

* Điểm nhãn (Label points) : có thể biểu diễn cho các đối tượng điểm riêng

biệt Label points cũng liên kết thuộc tính với polygons Mỗi polygon có một labelpoints nằm ở gần tâm của polygon

* Cung (Arcs): là tập hợp các đoạn nối với nhau qua các điểm nút Nhiều

cung có thể lập thành mạng Cung cũng tạo thành polygons biểu diễn cho các vùng

* Điểm nút (Nodes) : là những điểm cuối của các cung nối nhau Điểm nút có

thể có thuộc tính, do vậy chúng có thể biểu diễn cho đối tượng điểm trong mộtmạng như là những cái van trong mạng ống nước Điểm nút giữ vai trò quan trọngtrong topology để kiểm tra tính kết nối của các đối tượng trong coverages

Coverages được lưu trong workspaces Workspace là một folder Trong

workspace folder có một folder tên là info (để chứa các files INFO và các định

nghĩa bảng cho từng coverage) và những folders được đặt theo tên của từngcoverage có trong workspace

b Shapefile

Shapefile có 2 kiểu đối tượng điểm : points và multipoints Các kiểu đối tượngđường là simple hay multipart polylines Các kiểu đối tượng vùng là simple areashay multipart areas gọi là polygons

Shapefiles đơn giản hơn coverages vì nó không lưu tất cả các tập hợptopological cho từng đối tượng và lớp đối tượng khác nhau Mỗi shapefile chỉ lưucác đối tượng trong những lớp đối tượng đơn

Shapefiles lưu trữ cả về dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính với 4 kiểu filechính :

*pri: Lưu trữ thông tin về hệ toạ độ

*shp: Chứa các đối tượng dạng không gian

*dbf: Bảng thuộc tính

*shx: chỉ số để liên kết đối tượng và bảng thuộc tính

c Geodatabase

Là viết tắt của Geographic database, mô hình thông tin địa lý cốt lõi để tổ chức

dữ liệu GIS vào trong các lớp chủ đề và trình diễn dữ liệu không gian Geodatabaselưu mỗi đối tượng địa lý trong một hàng của bảng Đường nét của đối tượng đượclưu trong trường shape của bảng, thuộc tính lưu trong những trường khác Mỗi bảnglưu một lớp đối tượng (feature class) Ngoài các features, geodatabases còn lưu cảảnh rasters, bảng dữ liệu, và các tham chiếu đến những bảng khác Một sốưu điểmcủa geodatabase đó là các features trong geodatabases có thể xây dựng những hành

vi riêng; các features được lưu hoàn toàn trong một database đơn; và các lớp đốitượng lớn của geodatabase được lưu dễ dàng, không cần phải lợp lên nhau

Các đối tượng chính trong Geodatabase

Các đối tượng Point và multipoint của geodatabase cũng giống như củashapefiles Các đối tượng point tùy biến có thể biểu diễn cho nhà, nhưng chúng cóthể có một giao diện để liệt kê chủ sử dụng, diện tích và giá trị còn lại của nhà hay

là để hiện ảnh của tòa nhà

Các đối tượng Network junction là các điểm đóng vai trò tôpô trong mạng,giống như điểm nút trong coverage

Các đối tượng Network edge features là các đối tượng lines đóng vai trò topotrong mạng Chúng được dùng để vạch tuyến và phân tích luồng:

Polygon features biểu diễn cho vùng Vùng có thể là hình khép kín đơn giản,hay là những phần nằm rời rạc Polygon features có thể có đảo và hồ lồng vàotrong Có thể dùng polygon features để biểu diễn nhà, khu vực điều tra Polygonfeatures có thể có hành vi và giao diện tùy biến

Topology trong geodatabase

Topology trong geodatabase cho phép chúng ta biểu diễn hình học dùng chungcạnh giữa các đối tượng trong một lớp đối tượng và giữa các lớp đối tượng khácnhau Có thể tổ chức các đối tượng trong một geodatabase để tạo planar topologieshay geometric networks Feature classes có thể chia sẻ cạnh, nút với các lớp đốitượng khác trong planar topology Planar topology tạo thành từ các điểm nút, cạnh,

và bề mặt

Lưu các đối tượng của geodatabase

Phiên bản geodatabase nhiều người dùng được cài đặt qua phần mềm ArcSDE.Phiên bản đơn cài trong Microsoft Access Truy cập cơ sở dữ liệu thông qua ứngdụng của ArcGIS như ArcMap và ArcCatalog Mỗi lớp đối tượng của geodatabasechứa một kiểu đối tượng hình học Các lớp đối tượng có quan hệ với nhau được tổchức thành các tập dữ liệu đối tượng (feature datasets)

CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN – XÃ HỘI CỦA KHU VỰC

NGHIÊN CỨU

2.1 Giới thiệu chung về sông Hồng

Sông Hồng còn có tên gọi khác như Hồng Hà, sông Cái Đoạn chảy trên lãnhthổ Trung Quốc được gọi là Nguyên Giang Đoạn chảy từ Phú Thọ gọi là sôngThao, đoạn qua Hà Nội gọi là Nhĩ Hà (Nhị Hà)

Dòng chính của sông Hồng bắt nguồn từ vùng núi thuộc huyện Nguy Sơn Vân Nam - Trung Quốc ở độ cao 1.776 m Chủ yếu nó chảy theo hướng Tây Bắc -Đông Nam, đến biên giới Việt - Trung, sông Hồng chạy dọc theo biên giới khoảng

-80 km; đoạn thì sang bên lãnh thổ Việt Nam, đoạn thì sang bên lãnh thổ TrungQuốc Điểm tiếp xúc đầu tiên của sông Hồng với lãnh thổ Việt Nam tại xã A MúSung (huyện Bát Sát), chính giữa sông là điểm phân chia lãnh thổ hai nước Đếnthành phố Lào Cai, sông Hồng chảy hẳn vào lãnh thổ Việt Nam qua phía đông thủ

đô Hà Nội trước khi đổ ra biển Đông ở cửa Ba Lạt (ranh giới giữa hai tỉnh TháiBình và Nam Định)

Hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình là hệ thống sông lớn đứng hàng thứ hai(sau sông Mê Kông) chảy qua nước Việt Nam Là một con sông quốc tế bao gồmlãnh thổ của 3 nước là: Cộng hoà Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam, Cộng hoà Nhân dânTrung Hoa và Cộng hoà Dân chủ Nhân dân Lào

2.2 Điều kiện địa lý tự nhiên của lưu vực sông Hồng

- Phía Tây giáp lưu vực sông Mêkông

- Phía Nam giáp lưu vực sông Mã

- Phía Đông giáp vịnh Bắc Bộ

Phần lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình trên lãnh thổ Việt Nam được kéodài từ 200 – 23022' Vĩ độ Bắc và từ 102010' – 107010' Kinh độ Đông

Hình 2-1 : Bản đồ lưu vực hệ thống sông Hồng – sông Thái Bình

2.2.2 Địa hình

Địa hình lưu vực sông Hồng có hướng dốc chung từ tây bắc xuống đông nam,địa hình phần lớn là đồi núi, chia cắt mạnh, khoảng 70% diện tích ở độ cao trên500m và khoảng 47% diện tích lưu vực ở độ cao trên 1000m Độ cao bình quân lưuvực khoảng 1090m

Trên lưu vực sông Hồng có nhiều dãy núi chạy theo hướng Tây Bắc – ĐôngNam hoặc Bắc Nam phân cách giữa các lưu vực:

+ Dãy Vô Lương và Ai Lao có đỉnh cao > 3000m, ngăn cách lưu vực sông Đàvới sông Mê Công

+ Dãy Hoàng Liên Sơn có ngọn ní Phan Xi Phăng cao 3142m ngăn cách giữasông Thao và sông Đà

+ Dãy Tây Côn Lĩnh có đỉnh cao 2419m ngăn cách giữa sông Lô và sôngThao.

+ Các dãy Ngân Sơn, Tam Đảo có đỉnh cao từ 1000 – 2000m ngăn cách giữasông Thái Bình và sông Lô

Địa hình Nam Định có thể chia thành 3 vùng:

+ Vùng đồng bằng thấp trũng: gồm các huyện Vụ Bản, Ý Yên, Mỹ Lộc, NamTrực, Trực Ninh, Xuân Trường Đây là vùng có nhiều khả năng thâm canh pháttriển nông nghiệp, công nghiệp dệt, công nghiệp chế biến, công nghiệp cơ khí vàcác ngành nghề truyền thống

+ Vùng đồng bằng ven biển: gồm các huyện Giao Thủy, Hải Hậu và NghĩaHưng; có bờ biển dài 72 km, đất đai phì nhiêu, có nhiều tiềm năng phát triển kinh tếtổng hợp ven biển

+ Vùng trung tâm công nghiệp – dịch vụ thành phố Nam Định: có các ngànhcông nghiệp dệt may, công nghiệp cơ khí, công nghiệp chế biến, các ngành nghềtruyền thống, các phố nghề… cùng với các ngành dịch vụ tổng hợp, dịch vụ chuyênngành hình thành và phát triển từ lâu Thành phố Nam Định là một trong nhữngtrung tâm công nghiệp dệt, công nghiệp nhẹ của cả nước và trung tâm thương mại -dịch vụ phía Nam của đồng bằng sông Hồng

2.2.3 Đặc điểm khí hậu

Toàn lưu vực sông Hồng nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa với mùa Đônglạnh, khô, ít mưa và mùa hè nóng ẩm mưa nhiều, chịu tác động của cơ chế gió mùaĐông Nam Á với hai mùa gió: Gió mùa Đông và gió mùa Hạ

Gió mùa Đông bị chi phối bởi không khí cực đới và không khí biển Đông vàbiến tính

Gió mùa Hạ bị chi phối bởi ba không khí:

- Không khí nhiệt đới biển bắc Ấn Độ (gió Tây Nam)

- Không khí xích đạo (gió Nam)

- Không khí biển Thái Bình Dương (gió Đông Nam)

Cũng như các tỉnh trong vùng đồng bằng Bắc Bộ, Nam Định mang khí hậunhiệt đới gió mùa nóng ẩm Nhiệt độ trung bình trong năm từ 23 – 24 °C Tháng

lạnh nhất là các tháng 12 và 1, với nhiệt độ trung bình từ 16 – 17 °C Tháng 7 nóngnhất, nhiệt độ khoảng trên 29 °C.

Mặt khác, do nằm trong vùng vịnh Bắc Bộ nên hàng năm Nam Định thườngchịu ảnh hưởng của bão hoặc áp thấp nhiệt đới, bình quân từ 4 – 6 cơn/năm Thuỷtriều tại vùng biển Nam Định thuộc loại nhật triều, biên độ triều trung bình từ 1,6 –1,7 m; lớn nhất là 3,31 m và nhỏ nhất là 0,11 m

2.2.4 Chế độ mưa

Lượng mưa trung bình trong năm từ 1.750 – 1.800 mm, chia làm 2 mùa rõ rệt:mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, mùa ít mưa từ tháng 11 đến tháng 2 năm sau Sốgiờ nắng trong năm: 1.650 – 1.700 giờ Độ ẩm tương đối trung bình: 80 – 85%.Lượng mưa biến đổi qua nhiều năm không lớn, năm mưa nhiều gấp 2-3 lầnlượng mưa năm mưa ít Do đặc tính khí hậu nhiệt đới gió mùa nên chế độ mưa trênlưu vực sông Hồng biểu hiện tính mùa khá rõ rệt Mùa mưa thường kéo dài 5 tháng

từ tháng 6 đến tháng 10 Nơi mưa nhiều có thể kéo dài 7-8 tháng Nhiệt độ khôngkhí trung bình từ 15oC – 24oC Lượng bốc hơi trung bình năm (đo bằng ống Piche)

từ 600mm ở vùng núi cao đến hơn 1000mm ở vùng đồng bằng

2.2.5 Mạng lưới sông ngòi

Hệ thống sông Hồng là hệ thống sông lớn thứ hai ở nước ta, chỉ sau hệ thốngsông Mê Kông Nhưng nếu xét về phần diện tích lưu vực cũng như lượng dòng chảyđược sinh ra trong lãnh thổ nước ta thì nó được xếp hàng đầu

Các phụ lưu chính của sông Hồng trên lãnh thổ Việt Nam có thể kể đến làsông Đà, sông Lô (với phụ lưu là sông Chảy và sông Gâm) Sông Hồng có phân lưuphía tả ngạn là sông Đuống chảy từ Hà Nội đến Phả Lại thuộc Hải Dương và sôngLuộc chảy từ Hưng Yên đến Quý Cao (huyện Vĩnh Bảo, thành phố Hải Phòng) Haisông này nối sông Hồng với hệ thống sông Thái Bình Phân lưu phía hữu ngạn làsông Đáy và sông Đài (còn gọi là Lạch Giang hay Ninh Cơ), nối sông Hồng và sôngĐáy là hai sông Phủ Lý và sông Nam Định Ở Trung Quốc, các sông như sông LýTiên (tức sông Đà), sông Đăng Điều (tức sông Nậm Na), sông Bàn Long (tức sôngLô) và sông Phổ Mai (tức sông Nho Quế) cùng một số sông nhỏ khác như sông MễPhúc, sông Nam Khê chảy qua biên giới hai nước vào Việt Nam

Sông Hồng có lưu lượng nước bình quân hàng nǎm rất lớn, tới 2.640 m³/s (tại

phân bổ không đều Về mùa khô lưu lượng giảm chỉ còn khoảng 700 m³/s, nhưngvào cao điểm mùa mưa có thể đạt tới 30.000 m³/s.

Bảng 2-1 : Đặc điểm hình thái một số sông trong hệ thống sông Hồng

Hệ thống

sông

Tên các sôngchính

Diện tích khu vực(km2) Chiều dài (km)

Ghi chúToàn

bộ

Trongnước

Ngoàinước

Toànbộ

Trongnước

Ngoàinước

Hệ thống

sông Hồng

Nếu kể cảhữu ngạnsông Hồngthì Flv =

Sông Đào : Là một phân lưu của sông Hồng và chi lưu của sông Đáy Nó đưa

một phần nước của sông Hồng đổ vào sông Đáy và chảy ra biển Đông Toàn bộchiều dài của sông là 33 km

Sông Ninh Cơ : Là một nhánh nhỏ phía hạ lưu của sông Hồng chảy hoàn toàn

trong tỉnh Nam Định Điểm bắt đầu của nó là nơi tiếp giáp hai xã Trực Chính(huyện Trực Ninh) và Xuân Hồng (huyện Xuân Trường) Nó chảy qua ranh giới haihuyện Trực Ninh, Xuân Trường, sau đó xuyên ngang qua huyện Trực Ninh rồi đổihướng để tạo thành ranh giới tự nhiên giữa huyện này với huyện Nghĩa Hưng Đoạncuối là ranh giới giữa hai huyện Hải Hậu (phía đông) và Nghĩa Hưng (phía tây) và

đổ ra cửa Lạch Giang, tại nơi tiếp giáp của xã Nghĩa Phúc (huyện Nghĩa Hưng) với

thị trấn Thịnh Long (huyện Hải Hậu) Cầu Lạc Quần là cầu duy nhất bắc qua sôngnày, phía Bắc cầu là huyện Trực Ninh, phía Nam cầu là huyện Xuân Trường Consông này chảy gần như hình sin theo hướng Bắc Đông Bắc - Tây Nam với chiều dàikhoảng 55 km Nó đem lại nguồn nước và phù sa khá tốt cho 2 huyện Nghĩa Hưng

và Trực Ninh Vào mùa lũ, nước sông dâng khá lớn, có thể nước tới mặt đê cao 15m

Sông Đáy : Là một con sông lớn ở miền Bắc Việt Nam, nó là con sông chính

của lưu vực sông Nhuệ - Đáy ở phía tây nam vùng châu thổ sông Hồng Sông Đáychảy gọn trong các tỉnh thành Hà Nội, Hà Nam, Ninh Bình và Nam Định với dòngsông chảy gần song song bên hữu ngạn hạ lưu sông Hồng

Sông Trà Lý: Là một phân lưu của sông Hồng chảy ngang qua tỉnh Thái Bình

gần như theo hướng Tây Tây Bắc - Đông Đông Nam với một vài đoạn uốn cong,chiều dài khoảng 67 km Đoạn chảy qua thành phố Thái Bình có tên là sông Bo gắnliền với giống ổi Bo nổi tiếng của xã Hoàng Diệu, thành phố Thái Bình

2.3 Đặc điểm dân cư – kinh tế, xã hội

2.3.1 Đặc điểm dân cư

Đồng bằng sông Hồng là vùng dân cư đông đúc nhất cả nước Mật độ dân sốtrung bình là 1238 người/km2 (năm 2007) Mặc dù tỉ lệ gia tăng tự nhiên của dân

số trong vùng giảm mạnh nhưng mật độ dân số vẫn cao, gấp 5 lần so với mật độtrung bình của cả nước, gấp gần 3 lần so với Đồng bằng sông Cửu Long, gấp 10 lần

so với Miền núi và trung du Bắc Bộ và gấp 17,6 lần so với Tây Nguyên Đây là mộtthuận lợi vì vùng có nguồn lao động dồi dào với truyền thống kinh nghiệm sản xuấtphong phú, chất lượng lao động dẫn đầu cả nước Thế nhưng, dân số đông cũngđem đến những khó khăn nhất định, gây sức ép nặng nề lên sự phát triển kinh tế - xãhội của vùng

Sự phân bố dân cư quá đông ở Đồng bằng sông Hồng liên quan tới nhiều nhân

tố như nền nông nghiệp thâm canh cao với nghề trồng lúa nước là chủ yếu đòi hỏiphải có nhiều lao động Trong vùng còn có nhiều trung tâm công nghiệp quan trọng

và một mạng lưới các đô thị khá dày đặc Ngoài ra, Đồng bằng sông Hồng đã đượckhai thác từ lâu đời và có các điều kiện tự nhiên khá thuận lợi cho hoạt động sảnxuất và cư trú của con người

Ở Đồng bằng sông Hồng, dân số gia tăng vẫn còn nhanh Vì vậy, tốc độ tăngdân số chưa phù hợp với nhịp độ phát triển kinh tế - xã hội Điều này gây khó khăncho việc phát triển kinh tế - xã hội của đồng bằng.

Bảng 2-2 : Dân số và đặc điểm dân cư trên lưu vực sông Hồng (Theo Tổng

a Công nghiệp

Công nghiệp Đồng bằng sông Hồng hình thành sớm nhất và phát triển mạnhtrong thời kì đất nước thực hiện công nghiệp hoá, hiện đại hoá Giá trị công nghiệp

ở Đồng bằng sông Hồng tăng mạnh từ 18,3 nghìn tỉ đồng (năm 1995) lên 55,2 nghìn

tỉ đồng, chiếm 21% GDP công nghiệp của cả nước (năm 2002)

Các ngành công nghiệp trọng điểm của Đồng bằng sông Hồng là công nghiệpchế biến lương thực thực phẩm, sản xuất hàng tiêu dùng, sản xuất vật liệu xây dựng

và công nghiệp cơ khí Sản phẩm công nghiệp quan trọng của vùng là máy công cụ,động cơ điện, phương tiện giao thông, thiết bị điện tử, hàng dệt kim, giấy viết,thuốc…

Việc chuyển dịch cơ cấu trong ngành công nghiệp cũng được thực hiện quaviệc hình thành các ngành trọng điểm dựa trên thế mạnh của vùng về tự nhiên vàdân cư như dệt may, giày da, cơ khí điện tử, vật liệu xây dựng, chế biến lương thựcthực phẩm

b Nông nghiệp

Về diện tích và tổng sản lượng lương thực, Đồng bằng sông Hồng chỉ đứngsau Đồng bằng sông Cửu Long, nhưng là vùng có trình độ thâm canh cao nên năngxuất lúa rất cao Hầu hết các tỉnh ở Đồng bằng sông Hồng đều phát triển một số cây

ưa lạnh đem lại hiệu quả kinh tế lớn như các cây ngô đông, khoai tây, su hào, bắpcải, cà chua và trồng hoa xen canh Hiện nay, vụ đông đang trở thành vụ chính củamột số địa phương trong vùng

Trong cơ cấu ngành nông nghiệp, ngành trồng cây lương thực luôn giữ vị tríhàng đầu Diện tích cây lương thực là khoảng 1,2 triệu ha, chiếm khoảng 14% diệntích cây lương thực của cả nước Sản lượng lương thực là 6,1 triệu tấn, chiếm 16%sản lượng lương thực toàn quốc (1999)

Trong các cây lương thực, lúa có ý nghĩa quan trọng nhất cả về diện tích vàsản lượng Hàng năm, Đồng bằng sông Hồng có hơn 1 triệu ha đất gieo trồng lúa.Với con số này, lúa chiếm 88% diện tích cây lương thực của vùng và chiềm khoảng14% diện tích gieo trồng lúa của cả nước (1999)

2.4 Chất lượng nước sông

2.4.1 Chất lượng nước

Có thể nói chất lượng nước tự nhiên của sông Hồng - sông Thái Bình là khátốt có thể chọn làm nguồn cấp cho tất cả các ngành dùng nước kể cả ăn uống vàsinh hoạt Một số chỉ tiêu được thể hiện chung như sau:

Độ pH của nước biến đổi từ 6,8 - 7,4

Hàm lượng sắt tổng số nhỏ ít biến đổi khoảng 0,1 mg/l

Hàm lượng SiO2 biến đổi từ 12,8 - 21,4 mg/l

Hàm lượng Canxi từ 1,240 - 2,0 mg/l

Hàm lượng Mg biến đổi ít (0,44 - 0,60 mg/l)

Hàm lượng các Anion biến đổi nhỏ trong giới hạn cho phép

Nói chung thường chất lượng nước về mùa cạn tốt hơn về mùa lũ vì nguồnchính được cấp từ nước ngầm Còn về mùa lũ chủ yếu từ nước mưa trên bề mặt nên

bị ảnh hưởng của rửa trôi, bào mòn, song chất lượng là đảm bảo tiểu chuẩn

2.4.2 Hiện trạng chất lượng nước

Do đòi hỏi của sự nghiệp phát triển kinh tế xã hội để nâng cao đời sống củacon người nên các ngành kinh tế đang phát triển mạnh mẽ trên mọi địa bàn của lưuvực ở các vùng núi thì các thị xã, thị trấn, thị tứ, khu du lịch, khu công nghiệp, khuvực khai khoáng đều phát triển với nhịp độ nhanh; ở các vùng đồng bằng và trung

du lại có nhịp độ cao hơn các vùng núi nhiều lần, do vậy tác động của con ngườiđến nguồn nước và chất lượng của nó ngày càng lớn kể cả tích cực và tiêu cực

Tác động dến nguồn và chất lượng nước còn do biến đổi điều kiện tự nhiênkhí tượng thủy văn theo cả không gian và thời gian

Các hoạt động phát triển nguồn nước đó là các công trình thuỷ lợi lớn, vừa

và nhỏ như hồ chứa, cống, đập dâng, trạm bơm nhằm điều hoà tạo nguồn cấp nước,phân bố lại dòng chảy Nhất là hơn 800 hồ chứa các loại là sự đóng góp tích cựccho điều hoà nguồn nước, phòng chống tác hại do nước gây ra đồng thời góp phầncải thiện môi trường chất lượng nước của các sông trục ở đồng bằng và trung du củalưu vực, với hai hồ chứa lớn Hoà Bình và Thác Bà cũng đã có khả năng điều tiết lưulượng cho các tháng mùa cạn từ 300 - 600 m3/s Kế hoạch trồng rừng phủ xanh đất

trồng đồi trọc, giao đất giao rừng đã tăng độ che phủ từ 14% lên 28% trên lưu vựccũng là đóng góp đáng kể phục vụ điều hoà nguồn nước trong mùa kiệt chống xóimòn rửa trôi.

Nhiều hoạt động của con người cũng làm tăng mức độ ô nhiễm nguồn nướcnhư nạn phá rừng, khai khoáng bừa bãi; nước thải từ công nghiệp, dân sinh đô thị

và nông thôn, nông nghiệp trồng trọt và chăn nuôi v.v chưa qua xử lý là những tácđộng tiêu cực trực tiếp đến nguồn và chất lượng nước

Nhìn chung chất lượng nước trên các sông trục chính của lưu vực là đảm bảotiêu chuẩn và chất lượng nước để sử dụng cho các ngành kinh tế Nhờ có các hồchứa điều hoà cùng với việc đẩy mạnh quản lý chất lượng, xử lý nước thải để đảmbảo cho môi trường nước phát triển ổn định và bền vững

Tuy nhiên trên các dòng chính của lưu vực ở một số khu vực mức độ ônhiễm đã xảy ra nghiêm trọng, nguyên nhân chính là do nước thải từ công nghiệp,

đô thị và dân sinh trực tiếp ra sông không qua xử lý như các vị trí Phong Châu, LâmThao, Việt Trì, Thái Nguyên, Bắc Giang, Hải Dương, Phủ Lý, Nam Định, NinhBình song do được nước sông có lưu lượng lớn hơn rất nhiều lần so với lượngnước thải nên tác dụng pha loãng, làm sạch rất tốt cho nên sau một quãng đườngngắn hàm lượng chất gây ô nhiễm còn lại nhỏ Khả năng tự làm sạch nước trêndòng chính vừa do dòng chảy cơ bản vừa do nước được điều tiết bổ sung từ các hồchứa trong mùa cạn là hết sức quan trọng

Ngoài lượng nước thải được thải trực tiếp ra dòng chính có nhiều khu vựcnước thải công nghiệp, dân sinh và đô thị cùng với nước thải nông nghiệp đều đượcthải vào trong các hệ thống thuỷ lợi nhất là các trục kênh tưới, vừa tưới vừa tiêu vàcác trục kênh tiêu gây tác động tiêu cực trên địa bàn rộng, lâu dài, việc xử lý gặpnhiều khó khăn, nhất là lượng nước sạch cần bổ sung để pha loãng hầu như không

có Cụ thể có thể nêu ở hệ thống sông Nhuệ, hệ thống Bắc Nam Hà, Nam NinhBình, Bắc Đuống, Đa Độ, Bắc Hưng Hải

Nhìn chung chất lượng nước trên các sông trục chính thuộc vùng đồng bằng

và trung du từng lúc từng nơi đã bị ô nhiễm cục bộ nhất là trong mùa cạn và đầumùa lũ Trong các hệ thống thuỷ lợi nhiều vị trí đã bị ô nhiễm kéo dài trong mùacạn, một số nơi cả mùa lũ ảnh hưởng không chỉ cho cuộc sống của dân cư mà cònđến chất lượng các sản phẩm từ trồng trọt chăn nuôi cũng như kế hoạch phát triển