Ứng dụng công nghệ viễn thám trong thành lập bản đồ hiện trạng chất lượng nước hạ lưu sông đáy giai đoạn 2017 – 2018

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC HẠ LƯU SÔNG ĐÁY GIAI ĐOẠN 2017 – 2018 CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG ĐẶNG NGUYỆT ANH HÀ NỘI, NĂM 2018 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC HẠ LƯU SÔNG ĐÁY GIAI ĐOẠN 2017 – 2018 ĐẶNG NGUYỆT ANH CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ: 8440301 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRỊNH LÊ HÙNG PGS.TS LÊ THỊ TRINH HÀ NỘI, NĂM 2018 i CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Cán hướng dẫn chính: PGS.TS Trịnh Lê Hùng Cán hướng dẫn phụ: PGS.TS Lê Thị Trinh Cán chấm phản biện 1: TS Nguyễn Văn Nam Cán chấm phản biện 2: PGS.TS Lưu Thế Anh Luận văn thạc sĩ bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Ngày 01 tháng 10 năm 2018 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Kết nghiên cứu luận văn đóng góp riêng dựa số liệu thu thập, kết nghiên cứu kế thừa cơng trình khoa học khác trích dẫn theo quy định Nếu luận văn có chép từ cơng trình khoa học khác, tác giả xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Học viên Đặng Nguyệt Anh iii LỜI CẢM ƠN Trong trình thực luận văn, nhận quan tâm, giúp đỡ nhiều cá nhân quan đơn vị Nay luận văn hồn thành, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc tới: PGS.TS Trịnh Lê Hùng, người tận tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi, ý kiến đóng góp sâu sắc để tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Tôi xin bày tỏ cảm ơn trân trọng tới PGS.TS Lê Thị Trinh tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi suốt q trình hồn thành luận văn tốt nghiệp Xin trân trọng cảm ơn hỗ trợ đề tài cấp Bộ Tài nguyên Môi trường “Nghiên cứu đặc điểm phân bố, lịch sử tích lũy mơt số kim loại nặng, hợp chất hữu khó phân hủy trầm tích đánh giá rủi ro mơi trường khu vực hạ lưu sông Đáy”, mã số TNMT 2017.04.09 cho nội dung nghiên cứu thực nghiêm luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy, cô giáo Khoa Môi trường, Trường Đại học Tài nguyên Mơi trường Hà Nội… nhiệt tình giúp đỡ tơi q trình hồn thành luận văn Xin cảm ơn TS Trịnh Thị Thắm giảng viên khoa Môi trường, nhóm bạn sinh viên Phạm Thị Linh Chi, Nguyễn Thị Như Quỳnh, Nguyễn Thu Thảo, lớp ĐH4QM hỗ trợ q trình thực nghiệm Cuối cùng, tơi xin chân thành cảm ơn đến gia đình, cán bộ, đồng nghiệp bạn bè tạo điều kiện tốt mặt cho tơi suốt q trình thực đề tài Mặc dù có nhiều cố gắng để thực luận văn cách hoàn chỉnh nhất, song thời gian kinh nghiệm hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót, mong nhận góp ý Thầy, Cơ để luận văn hồn thiện iv Một lần xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng Học viên năm 2018 Đặng Nguyệt Anh v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT LUẬN VĂN Error! Bookmark not defined DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỜ THỊ ix MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết luận văn Mục tiêu nghiên cứu Nội dung nghiên cứu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan khu vực nghiên cứu 1.2 Tổng quan công nghệ viễn thám 18 1.2.1 Công nghệ viễn thám 18 1.2.2 Khả ứng dụng công nghệ viễn thám nghiên cứu chất lượng nước 20 1.3 Tổng quan tình hình nghiên cứu ngồi nước 26 1.4 Đặc điểm tư liệu ảnh vệ tinh Sentinel – 41 1.5 Tổng kết chương 43 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 45 2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 45 2.2 Phương pháp nghiên cứu 45 2.2.1 Phương pháp thu thập tổng hợp tài liệu 46 2.2.2 Phương pháp điều tra khảo sát thực địa 48 2.2.3 Phương pháp lấy mẫu phân tích chất lượng nước 48 2.2.4 Phương pháp xác định hàm lượng thông số chất lượng nước từ liệu viễn thám 54 vi 2.3 Phương pháp xử lý ảnh vệ tinh Sentinel-2 phục vụ xác định hàm lượng TSS 58 2.3.1 Tiền xử lý ảnh 58 2.3.2 Xác định phổ phản xạ bề mặt 59 2.3.3 Xác định hàm hồi quy thể mối quan hệ phổ phản xạ mặt nước hàm lượng TSS 62 2.4 Tổng kết chương 62 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 63 3.1 Đặc điểm tư liệu sử dụng nghiên cứu 63 3.1.1 Tư liệu viễn thám 63 3.1.2 Số liệu quan trắc 67 3.2 Xây dựng hàm quan hệ chất lượng nước phổ phản xạ ảnh vệ tinh Sentinel-2 70 3.3 Thành lập đồ trạng chất lượng nước khu vực hạ lưu sông Đáy giai đoạn 2017 – 2018 từ liệu ảnh vệ tinh Sentinel-2A 75 3.4 Đánh giá trạng chất lượng nước khu vực hạ lưu sông Đáy giai đoạn 2017 – 2018 79 3.4.1 Đánh giá chất lượng nước khu vực hạ lưu sông Đáy theo kết quan trắc thực tế 79 3.4.2 Theo đồ trạng chiết xuất từ ảnh viễn thám 83 3.4.3 So sánh kết hai phương pháp 84 3.6 Tổng kết chương 86 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC 1: CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH TỔ HỢP MÀU ẢNH VỆ TINH Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC 2: CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH THÀNH LẬP BẢN ĐỒ Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC 3: HÌNH ẢNH THU THẬP Error! Bookmark not defined vii viii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT GIS : Hệ thống thông tin địa lý WQI : Chỉ số chất lượng nước mặt GPS : Hệ thống định vị toàn cầu NSMI : Chỉ số chất rắn lơ lửng COD : Nhu cầu oxy hóa học BOD : Nhu cầu oxy sinh hóa DO : Oxy hòa tan TSS : Tổng chất rắn lơ lửng BVTV : Bảo vệ thực vật RS : Viễn thám LVS : Lưu vực sông KQ : Khí TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam QCVN : Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia Việt Nam 78 Hình 3.7: Kết quả đánh giá phân bố hàm lượng TSS xác định từ ảnh vệ tinh Sentinel-2 ngày 09/4/2018 79 3.4 Đánh giá trạng chất lượng nước khu vực hạ lưu sông Đáy giai đoạn 2017 – 2018 3.4.1 Đánh giá chất lượng nước khu vực hạ lưu sông Đáy theo kết quả quan trắc thực tế Từ kết quan trắc phân tích 37 mẫu lấy khu vực hạ lưu sông Đáy bảng 3.1, so sánh với QCVN 08 – MT:2015/BTNMT, cột A2 B1, rút số nhận xét chất lượng nước sông Đáy theo kết quan trắc sau: - pH: Giá trị pH sông Đáy qua đợt quan trắc nằm khoảng giới hạn QCVN 08-MT:2015 loại A2 (6 - 8,5) chiếm 100% Nhìn chung giá trị pH điểm khơng có thay đổi lớn, độ chênh lệch điểm khơng nhiều - Giá trị Oxy hòa tan (DO): Giá trị DO điểm quan trắc Sông Đáy nằm khoảng 4,18,32 mg/L Trong điểm cao Điểm 28 lấy xã Nghĩa Hải – Nghĩa Hưng, Nam Định, nơi tâp trung nuôi trồng thủy hải sản, đăc biệt có sở sản xuất nước mắm; điểm thấp điểm Đ1.2 lấy bờ trái gần cầu Cấm Sơn, bên bờ sơng đầm lầy, sậy Có 36/37 điểm đạt quy chuẩn QCVN 08-MT:2015/BTNMT loại A2 (≥5 mgO2/L) - Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5): Kết quan trắc BOD5 năm 2018 dao động từ 4- 16 mg/L, hầu hết điểm có giá trị BOD5 khơng đạt QCVN 08-MT:2015/BTNMT loại A2 nằm giới hạn QCVN 08-MT:2015/BTNMT loại B1 Vị trí Đ17 có nồng độ cao gấp 2,67 lần so với QCVN 08MT:2015/BTNMT loại A2 nguyên nhân vị trí gần với KCN Khánh Phú nơi tập trung nhà máy như: Phân đạm, sàng tuyển than, bốc xếp hàng hóa 80 đóng , sửa chữa tàu thuyền sơng chứa hàm lượng chất cặn bã hữu với lưu lượng thải 16.974 m3/ngày Theo phân tích cho thấy hàm lượng BOD5 có xu hướng cao vị trí thượng nguồn giảm dần hạ nguồn thấp vị trí cuối huyện Nghĩa Hưng, điểm gần chạy cửa Đáy - Nhu cầu oxy hóa học (COD): Theo kết phân tích, hàm lượng COD vị trí lấy mẫu có dao động lớn từ 24 - 120mg/L, giá trị COD đo vị trí có chênh lệch lớn, đặc biệt điểm 21 vị trí Đ21.1 Đ21.2 Ở tất vị trí quan trắc có hàm lượng COD không đạt quy chuẩn QCVN 08MT:2015/BTNMT cột A2 (A2=15mg/L), cột B1 có số vị trí quan trắc nằm giới hạn, ngồi vị trí lại vượt quy chuẩn B1 Giá trị COD đo cao điểm Đ21.2 với giá trị 120mg/L, cao gấp lần so với quy chuẩn cột B1 với nguyên nhân mẫu lấy ngã ba sơng Đáy giao với sơng Đào, lòng sơng nhiều đá, cát, hai bên bờ sông bãi bồi trồng ngô ruộng lúa, nơi lại nhiều phương tiện giao thông đường thủy Giá trị COD đo thấp điểm Đ20 Đ21.1 với nồng độ 24mg/L, nhiên nhìn chung, hàm lượng COD tất vị trí quan trắc cao vượt ngưỡng chuẩn cho phép Thêm vào đó, thời điểm ngày quan trắc nước sơng lớn mưa điều khiến nước sông từ thương nguồn (sông Hồng, sông Nhuệ) đổ dẫn đến giá trị COD cao so với năm Có thể nói, số COD cao chứng tỏ nguồn nước chứa nhiều hợp chất hữu gây ô nhiễm Vậy từ tiêu BOD COD, ta có nhận xét: vị trí điểm lấy mẫu có hàm lượng COD BOD cao, điều sẽ gây ảnh hưởng chất lượng nước, vậy, nước cấp sinh hoạt cần có biện pháp xử lý nước thích hợp để việc sử dụng nước an toàn 81 - Amoni (NH4+): Kết quan trắc hàm lượng NH4+ dao động từ 0,032 - 0,74 mgN/L, thấy chênh lệch lớn điểm sơng Nồng độ có xu hướng tăng từ thượng nguồn xuống hạ lưu Hàm lượng amoni (NH4+) vị trí quan trắc thấp hầu hết điểm quan trắc, số điểm không phát Tại điểm Đ27.2 điểm lấy đoạn ngã ba giao sông Vạc bên bờ phải nên hàm lượng amoni vượt giới hạn 2,87 lần so với cột A2, đường giới hạn B1 đạt yêu cầu Nguyên nhân tăng đột ngột nồng độ N-NH4+ điểm quan trắc qua thành phố nơi tập trung dân cư đông đúc, bệnh viện nhà máy, điều dẫn đến nước thải chứa nồng độ chất cặn bã hữu vi sinh vật cao - Photphat (PO43-): Kết đánh giá hàm lượng PO43- nước hạ lưu sông Đáy cho thấy, hàm lượng PO43- giao động từ 0.0191 - 0.054mg/l , so sánh kết phân tích với QCVN 08-MT:2015/BTNMT cột A2 B1, ta thấy nhìn chung nước hàm lượng photphat nồng độ thấp, tất điểm quan trắc nồng độ PO43- đạt chuẩn giới hạn - Tổng chất rắn lơ lửng (TSS): Kết đánh giá hàm lượng chất rắn lơ lửng nước hạ lưu sơng Đáy có giá trị dao động từ 22 - 40mg/L, thấy giá trị TSS có chênh lệch khơng lớn vị trí quan trắc Theo kết phân tích tất điểm quan trắc, hàm lượng TSS vượt quy chuẩn QCVN 08MT:2015/BTNMT cột A2 (A2 = 30mg/L), nhiên hàm lượng đạt ngưỡng chuẩn so với quy chuẩn cột B1 (B1 = 50mg/L) Giá trị TSS đo vị trí điểm 26 - Đ26 (40mg/L) đạt mức cao nhất, gấp 1,3 lần hoạt động giao thông đường thủy, nơi tập trung khai thác cát đoạn 82 giao sơng (là vị trí gần bến đò Quỹ Nhất, trước điểm giao với sông Quỹ Nhất bên bờ trái) Ngồi vị trí điểm – Đ1.1, hàm lượng TSS đo có giá trị thấp (22mg/L) - Nhận xét chất lượng nước hạ lưu sông Đáy: Từ kết quan trắc thấy chất lượng nước sông Đáy biến động nhiều theo khu vực địa lý, phụ thuộc nhiều vào chất lượng nước kênh, mương, sông nhánh dồn vào suốt chiều dài sơng Có nhiều ngun nhân khác gây nhiễm nguồn nước sơng Đáy từ dẫn đến làm giảm chất lương môi trường sống tồn lưu vực Ngun nhân chủ yếu dòng sơng Đáy phải tiếp nhận nhiều nguồn nước thải, từ nước thải sản xuất đến nước thải sinh hoạt phạm vi rộng Nước sông Đáy bị ô nhiễm mức nhẹ sông Nhuệ ô nhiễm mang tính cục Sơng Đáy chủ yếu bị ô nhiễm hữu đoạn sông với mức độ khác Ở khu vực thượng nguồn, chất lượng nước sông Đáy bị ô nhiễm tùy đoạn, điểm tiếp giáp với sông nhánh khác Càng hạ lưu mức ô nhiễm sơng Đáy (từ Kim Sơn – Ninh Bình cửa Đáy) có xu hướng giảm, nguồn thải thượng nguồn dồn pha lỗng cộng với q trình tự làm dòng sơng nên chất lượng hạ lưu sông Đáy cải thiện so với đoạn trên, sử dụng cho mục đích tưới tiêu giao thông thủy Tại đây, hàm lượng TSS cao so với khu vực thượng nguồn, nguyên nhân chủ yếu khu vực chịu ảnh hưởng hoạt động vận tải, khai thác cát sông hoạt động đóng tàu hai bên bờ sơng Khu vực đoạn chảy qua địa phận tỉnh Hà Nam (từ Cầu Quế đến nhà máy xi măng Việt Trung), chất lượng nước cải thiện khu vực thượng lưu Nước thải chủ yếu khu vực nước thải sinh hoạt, nước thải nông nghiệp, nước thải làng nghề nước thải công nghiệp Ở huyện 83 Kim Bảng, huyện Duy Tiên có khu cơng nghiệp, cụm công nghiệp KCN Đồng Văn I,…thải nước thải trực tiếp xuống sông, không qua hệ thống xử lý, gây ô nhiễm nguồn nước Khu vực đoạn chảy qua tỉnh Ninh Bình (từ Trung Hiếu Hạ đến Cửa Đáy) chất lượng nước cải thiện Đoạn sông tiếp nhận nước thải sinh hoạt tỉnh Ninh Bình, có khu cơng nghiệp, cụm cơng nghiệp KCN Gián Khẩu, KCN Khánh Phú, Công ty TNHH MTV đạm, công ty may,…do nước thải đoạn mang đặc tính nước thải cơng nghiệp Ngồi ra, hoạt động thuyền du lịch, hoạt động khai thác cát sơng, hoạt động đóng tàu hai bên bờ sông gây ô nhiễm nguồn nước sông 3.4.2 Theo bản đồ trạng chiết xuất từ ảnh viễn thám Kết xác định phân bố hàm lượng TSS nước mặt khu vực sông Đáy xác định từ ảnh vệ tinh Sentinel-2 ngày 09/4/2018 trình bày hình 3.7, hàm lượng TSS nằm khoảng từ 17,40 (mg/L) đến 42,54 (mg/L) Từ đồ thấy rằng hàm lượng TSS điểm quan trắc đợt có biến động Phân tích kết đạt cho thấy, hàm lượng TSS đạt giá trị thấp phía thượng nguồn (đoạn chảy qua Hà Nam, Nam Định thành phố Ninh Bình Hàm lượng TSS nước mặt sơng Đáy đạt cao đoạn tiếp giáp với sông Nam Định, có xu hướng giảm đoạn chảy song song với sơng Ninh Cồ sau tăng mạnh hạ lưu, nơi đổ biển Hàm lượng TSS nước mặt sông Đáy ghi nhận đạt tương đối cao đoạn tiếp giáp với sông Bôi (Ninh Bình) Đối chiếu với Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia chất lượng nước mặt (QCVN08-MT:2015/BTNMT), giá trị hàm lượng TSS sông Đáy phần lớn nằm mức độ phân hạng từ A2 (Dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt 84 phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp) đến B1 (Dùng cho mục đích tưới tiêu, thủy lợi mục đích sử dụng khác có yêu cầu chất lượng nước tương tự) Điều phù hợp với thực tế khu vực hạ nguồn sơng Đáy nơi có mật độ giao thơng thủy cao, diễn hoạt động khai thác cát tượng xói mòn bãi bồi, rửa trơi thảm thực vật, rác thải hộ dân dẫn đến lượng chất rắn bị theo dòng chảy giữ lại hạt lơ lửng, làm chúng không lắng xuống dẫn đến tăng hàm lượng chất lơ lửng Ở thượng lưu dòng chảy chưa bị tác động nhiều nên độ đục thấp, dòng chảy xuống hạ lưu theo rác thải, đất đá xói mòn quãng đường nên làm tăng lượng chất rắn lơ lửng, cặn,… nước Chỉ số chất lơ lửng có quan hệ mật thiết với số độ đục nước, khu vực có số chất lơ lửng cao độ đục nước cao 3.4.3 So sánh kết quả giữa hai phương pháp Phân tích kết đạt cho thấy, phân bố hàm lượng TSS phương pháp quan trắc thực tế theo đồ trạng chiết xuất từ ảnh viễn thám tương đối đồng Hình 3.8: So sánh giá trị TSS hạ lưu sông Đáy từ hai phương pháp 85 Kết so sánh giá trị hàm lượng TSS 37 điểm quan trắc giá trị xác định từ ảnh vệ tinh Sentinel-2A (theo cơng thức 3.1) nhận thấy, hàm lượng TSS xác định từ ảnh vệ tinh Sentinel-2A tương đồng kết lấy mẫu chất lượng nước Chênh lệch hàm lượng TSS xác định từ ảnh vệ tinh kết lấy mẫu chất lượng nước dao động khoảng từ 1,62% đến 15,53% Như vậy, khẳng định, sử dụng ảnh vệ tinh quang học Sentinel2 xác định hàm lượng TSS với độ xác đảm bảo Phương pháp đánh giá chất lượng nước bằng mẫu thực địa có ưu điểm bật cho kết nhanh chóng, áp dụng rộng rãi Phương pháp có độ xác cao thành phần hàm lượng thông số chất lượng nước Mặc dù vậy, phương pháp phân tích mẫu nước phòng thí nghiệm có nhược điểm phản ánh chất lượng nước cục xung quanh điểm đo thực tế lấy nhiều mẫu nước tốn kém thời gian chi phí Hơn nữa, phương pháp khơng thể sử dụng để đánh giá chất lượng nước q khứ khơng có số liệu đo Những hạn chế khắc phục sử dụng tư liệu viễn thám Với ưu điểm bật diện tích phủ trùm rộng, thời gian cập nhật ngắn, dải phổ đa dạng, phương pháp viễn thám áp dụng rộng rãi mang lại hiệu quan trọng giám sát đánh giá chất lượng nước mặt Do phản xạ phổ mặt nước có mối quan hệ chặt chẽ với nhiều thông số chất lượng nước, việc sử dụng ảnh viễn thám cho phép xác định hàm lượng thông số chi tiết đến pixel Mơ hình hồi quy xác định hàm lượng thơng số chất lượng nước sử dụng lâu dài, kể đánh giá hồi cố chất lượng nước bằng cách sử dụng ảnh viễn thám chụp khứ, giúp giảm chi phí lấy mẫu phân tích chất lượng nước Do vậy, phương pháp 86 viễn thám giúp đánh giá cách toàn diện diễn biến chất lượng nước mặt thời gian dài Bên cạnh đó, phương pháp viễn thám có nhược điểm thích hợp để xác định hàm lượng số thông số TSS, độ đục, NH4, , với thông số pH, COD, BOD5…việc sử dụng tư liệu viễn thám nhiều hạn chế thơng số có tương quan với phản xạ phổ Mặt khác, độ xác phương pháp viễn thám thấp so với phương pháp phân tích phòng thí nghiệm 3.6 Tổng kết chương Ảnh vệ tinh quang học Sentinel-2 với ưu điểm dải phổ đa dạng, thời gian cập nhật ngắn, độ phân giải không gian tốt cung cấp hồn tồn miễn phí sử dụng hiệu nghiên cứu, đánh giá hàm lượng chất lơ lửng nước mặt lưu vực sông, phục vụ công tác quản lý sử dụng bền vững tài nguyên nước mặt Độ xác xác định hàm lượng TSS từ ảnh vệ tinh Sentinel-2A đạt tương đối cao, thể giá trị hệ số xác định R2 (0,773) so sánh độ chênh lệch với kết phân tích mẫu nước 07 điểm kiểm tra Phân tích kết nhận cho thấy, nước mặt khu vực sông Đáy đoạn chảy qua tỉnh Hà Nam, Nam Định Ninh Bình có hàm lượng TSS tương đối cao mức độ phân hạng từ A2 đến B1 theo QCVN08MT:2015/BTNMT Hàm lượng TSS nước mặt sơng Đáy có xu hướng tăng lên đoạn hạ lưu nơi chảy biển khu vực tiếp giáp với sông Bôi, sông Nam Định Với khả xác định hàm lượng TSS diện rộng nhanh chóng, kết nhận nghiên cứu nguồn thông tin hữu ích, giúp nhà quản lý đưa biện pháp theo dõi, quản lý ứng phó với ô nhiễm nước mặt lưu vực sông 87 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sau thời gian nghiên cứu, đề tài thu kết sau: - Đã thu thập xử lý số liệu quan trắc nước mặt lưu vực sông Đáy giai đoạn 2017 – 2018, từ kết hợp với giá trị phản xạ phổ 30 điểm quan trắc xác định hàm quan hệ chất lượng nước phổ phản xạ ảnh vệ tinh - Từ kết xác định hàm hồi quy, với giá trị hệ số xác định (R2) hàm hồi quy bội tuyến tính cao đạt 0,773 thơng số TSS, tiến hành lựa chọn thông số TSS thành lập đồ phân bố số TSS khu vực hạ lưu sông Đáy bằng phần mềm ERDAS ArcGIS 10.1 đợt quan trắc năm 2017 2018 Kết cho thấy hàm lượng TSS điểm quan trắc có khơng có thay đổi rõ rệt tháng 12 năm 2017 tháng năm 2018 Các đồ trạng chất lượng nước rõ ràng trực quan sẽ sở để phân vùng quản lý chất lượng nước khu vực nghiên cứu - Đã đánh giá phân bố hàm lượng thông số chất rắn lơ lửng lưu vực sông Đáy từ ảnh vệ tinh quang học Sentinel – 2A Kết cho thấy, số TSS nước mặt khu vực sông Đáy dao động khoảng 17,40 (mg/L) đến 42,54 (mg/L) Như vậy, điều kiện tư liệu ảnh vệ tinh trùng với thời gian lấy mẫu, giá trị số sử dụng để xây dựng hàm hồi quy nhằm xác định mối quan hệ với giá trị thông số chất lượng nước - Kết nghiên cứu cho thấy tranh tổng quát phân vùng hàm lượng chất lơ lửng hạ lưu lưu vực sông Đáy Kiến nghị Do khuôn khổ luận văn tiến hành 01 đợt thực địa lấy mẫu chất lượng nước vào ngày 09/4/2018 (trùng với thời gian chụp ảnh Sentinel 2) 88 nên công thức hàm hồi quy áp dụng cho cảnh ảnh vệ tinh Sentinel ngày 20/12/2017 chưa có độ xác cao Trong thời gian tới, nghiên cứu sẽ mở rộng đánh giá tiến hành quan trắc thêm đợt năm để thấy thay đổi phân vùng hàm lượng chất lơ lửng hạ lưu lưu vực sơng Đáy Ngồi kết hợp với kết thơng số khác để có tranh tổng quát trạng chất lượng nước hạ lưu sông Đáy 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] UBND tỉnh, thành phố: Hà Nội, Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình, Hòa Bình (2006), Đề án tởng thể bảo vệ môi trường Lưu vực sông Nhuệ, sông Đáy đến năm 2020, tr.7-11 [2] Bộ Tài nguyên Môi trường (2012), Báo cáo hiện trạng môi trường quôc gia 2012 - Môi trường nước mặt lục địa, Hà Nội, tr.48 [3] Ủy ban BVMT lưu vực Sông Nhuệ - Sông Đáy (2014), Báo cáo kết quả triển khai đề án tổng thể BVMT Lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy giai đoạn 2013 – 2014, Hà Nội [4] Văn phòng Chính Phủ (2013), Quyết định 681/QĐ-TTg- Phê duyệt Quy hoạch hệ thống thoát nước xử lý nước thải khu vực dân cư, khu công nghiệp thuộc lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy đến năm 2030 [5] Nguyễn Thanh Sơn, Nguyễn Ý Như, Trần Ngọc Anh, Lê Thị Hường, Khảo sát hiện trạng tài nguyên nước lưu vực sơng Nḥ Đáy, Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, Khoa học tự nhiên công nghệ 27, Số 1S (2011) 227 – 234 [6] Trung tâm Quan trắc môi trường, Tổng cục môi trường (2014), Báo cáo tổng hợp nhiệm vụ "Quan trắc môi trường nước Lưu vực sông Nhuệ - Đáy, Hà Nội [7] Briney, Amanda, ThoughtCo (2018), An Overview of Remote Sensing, thoughtco.com/an-overview-of-remote-sensing-1434624 [8] Sylvain Ouillon (2008), Optical Algorithms at Satellite Wavelengths for Total Suspended Matter in Tropical Coastal Waters, Sensor, vol 8, nr 7, pp 4165 - 4185 [9] Harington Jr J.R (1992), Remote sensing of Lake Chicot, Arkansas: Monitoring suspended sediments, turbidity, and Secchi depth with Landsat MSS data, Remote Sensing of Environment, vol.39, nr.1, pp 15-27 90 [10] Ritchie J.C (1990), The relationship of MSS and TM digital data with suspended sediments, chlorophyll, and temperature in Moon Lake, Mississippi, Remote Sensing of Environment, vol.33, nr.1, pp.137-148 [11] Ritchie J.C (1987), Using landsat multispectral scanner data to estimate suspended sediments in Moon Lake, Mississippi, Remote Sensing of Environment, vol.23, nr.1, pp 65-81 [12] Weiqi HE, Shan CHEN, Xuehua LIU, Jining CHEN (2008), Water quality monitoring in slightly – polluted body through remote sensing – a case study in Guanting Reservoir Beijing, China, Front Environ Sci Engin China, Vol.1, 11 pp [13] Doxaran D, Dynamics of the turbidity maximum zone in a macrotidal estuary (the Gironde, France): Observations from field and MODIS satellite data, Estuarine, Coastal and Shelf Science, vol 81, nr 3, pp 321-332, 2009 [14] D Doxaran, P Castaing, S.J Lavender (2006), Monitoring the maximum turbidity zone and detecting fine – scale turbidity features in the Gironde estuary using high spatial resolution satellite sensor (Spot HVR, LANDSAT ETM+) data, International Journal of Remote sensing, Vol.27(11), pp 2303 – 2321 [15] David Doxaran, Jean – Marie Froidefond, Samantha Lavender, Patrice Castaing (2007), Spectral signature of highly turbid waters application with SPOT data to quantify suspended particulate matter concentrations, Remote sensing of Enviroment, Vol 81, pp 149 – 161 [16] Ledner S et al (2004), High resolution maps of suspended particulate matter concentration in the German Bight, EARSeL eProceedings [17] Emmanuel Olet (2010), Water quality monitoring of Roxo reservior using LANDSAT images and In – situ measurements, International institude for geo – information science and earth observation enschede, the Netherlands, 69 pp 91 [18] Jian – Jun Wang, Xi Xi Lu, Soo Chin Liew, Yue Zhou (2009), Retrieval of suspended sediment concentrations in large turbid rivers using LANDSAT ETM+: an example from the Yangtze river, China, Earth surface processes and landforms 34, pp 1082 – 1092 [19] Xing Ping Wen (2010), Monitoring of Water quality using remote sensing data mining, Knowledge-oriented Application in Data Mining, pp 135-146 [20] S.F, Guzman V.R (2009), Using MODIS 250m Imagery to estimate Total suspended sediment in a Tropical open bay, International Journal of Systems Application, Engineering and Development, vol 3, nr.1, pp.36-44 [21] Oki Kazuo et al (2012), Analysis of stream water quality and estiamtion of nutrient load with the aid of Quick Bird remote sensing imagery, Hydrological Sciences Journal, vol 57, nr.5 [22] Somvanshi S (2011), Water Turbidity Assessment in Part of Gomti River Using, i Geospatia world forum, Hyderabad, India [23] U Berk (2011), Mapping water quality by using satellite imagery, i FIG Working Week, Marrakech, Marocco [24] Nguyễn Văn Thảo (2016), “Nghiên cứu phương pháp phân tích, đánh giá giám sát chất lượng nước ven bờ bằng tư liệu viễn thám độ phân giải cao độ phân giải trung bình, đa thời gian; Áp dụng thử nghiệm cho ảnh vệ tinh VNREDSat-1”, Dự án nghiên cứu khoa học, Viện Tài nguyên Môi trường biển [25] Lương Chính Kế (2014), “Sử dụng cơng nghệ viễn thám GIS xây dựng sở liệu thành lập đồ diễn biến vùng ô nhiễm nguồn nước thải từ khu công nghiệp, đô thị nhằm đưa cảnh báo vùng có nguy nhiễm thuộc vùng kinh tế trọng điểm miền Bắc”, Dự án nghiên cứu khoa học, Cục Viễn thám quốc gia, Bộ Tài nguyên Môi trường 92 [26] Trinh Le Hung (2015), Mapping suspended sediment concentrations in surface water of Tri An lake using remote sensing and GIS, Journal of Science, Natural Sciences Issue, Hue University, Vol.96(8), 59 - 70 [27] Lê Minh Sơn (2008), Nghiên cứu ứng dụng ảnh vệ tinh để xác định nhiệt độ hàm lượng chlorophyll bề mặt nước biển [28] H.N.T.T og Koike K (2011), Integrating satellite imagery and geostatistics of point samples for monitoring spatio-temporal changes of total suspended solids in bay waters: application to Tien Yen Bay (Northern Vietnam), Frotiers of Earth Science, vol.5, nr.3, pp 305-316 [29] Lê Thị Phương Mai (2012), Sử dụng ảnh vệ tinh đa thời gian để đánh giá ảnh hưởng biến động số đối tượng bao gồm sử dụng đất, rừng ngập mặn, hàm lượng chất lơ lửng bề mặt nước biển đến biến động đường bờ khu vực tỉnh Cà Mau [30] Le Hung Trinh, Danh Tuyen Vu, Thi Trinh Le, Thi Thu Nga Nguyen (2017) Application of GIS technique for mapping suspended sediment concentration in surface water of the Day River, Northern Vietnam, International Journal of Environmental Problems, Vol.1(5), 47 – 54 [31] Nguyễn Thanh Sơn, Nguyễn Ý Như, Trần Ngọc Anh, Lê Thị Hường, “Khảo sát trạng tài nguyên nước lưu vực sơng Nhuệ Đáy”, Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, Khoa học tự nhiên công nghệ 27, Số 1S (2011) 227 – 234 [32] Trung tâm Quan trắc môi trường, Tổng cục môi trường (2014), Báo cáo tổng hợp nhiệm vụ "Quan trắc môi trường nước Lưu vực sông Nhuệ - Đáy, Hà Nội [33] QCVN 08-MT:2015/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt ... tài Ứng dụng cơng nghệ viễn thám thành lập bản đồ hiện trạng chất lượng nước hạ lưu sông Đáy giai đoạn 2017 – 2018 thực xuất phát từ yêu cầu thực tiễn, nhằm góp thêm hướng ứng dụng. .. VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC HẠ LƯU SÔNG ĐÁY GIAI ĐOẠN 2017 – 2018 ĐẶNG NGUYỆT ANH CHUYÊN NGÀNH: KHOA... số chất lượng nước; (2) Thành lập bản đồ hiện trạng chất lượng nước khu vực hạ lưu sông Đáy giai đoạn 2017 – 2018 từ liệu ảnh vệ tinh - Thành lập đồ phân bố hàm lượng thông số chất lượng