Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý trong đánh giá mức độ ô nhiễm tiếng ồn từ hoạt động giao thông tại đô thị (nghiên cứu trường hợp phường Phú Hòa, phành phố Thủ Dầu Một, Bình Dương)

Nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá mức độ ô nhiễm tiếng ồn từ hoạt động giao thông tại khu vực đô thị (trường hợp tại phường Phú Hòa, Thành phố Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương) với mục tiêu cụ thể là ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) trong việc xây dựng các bản đồ phân bố ô nhiễm tiếng ồn tại khu vực nghiên cứu.

ISSN: 1859-2171 e-ISSN: 2615-9562 TNU Journal of Science and Technology 204(11): 99 - 106 ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ TRONG ĐÁNH GIÁMỨC ĐỘ Ô NHIỄM TIẾNG ỒN TỪ HOẠT ĐỘNG GIAO THÔNG TẠI ĐÔ THỊ (Nghiên cứu trường hợp phường Phú Hòa, phành phố Thủ Dầu Một, Bình Dương) Trần Thị Ngọc Hà1*, Bùi Hồng Việt2, Lê Thị Thanh Tuyền2 Trường Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên, Trường Đại học Thủ Dầu Một - Bình Dương TĨM TẮT Nghiên cứu thực nhằm đánh giá mức độ ô nhiễm tiếng ồn từ hoạt động giao thông khu vực đô thị (trường hợp phường Phú Hòa, Thành phố Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương) với mục tiêu cụ thể ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) việc xây dựng đồ phân bố ô nhiễm tiếng ồn khu vực nghiên cứu Nhóm nghiên cứu tiến hành thu thập liệu tiếng ồn vào cao điểm bình thường ngày thường ngày cuối tuần máy đo tiếng ồn 176 điểm khảo sát Dữ liệu đo đạc tiếng ồn sau nội suy phương pháp IDW (Inverse Distance Weighting) nhằm đánh giá phân bố không gian tiếng ồn phường Phú Hòa, thành phố Thủ Dầu Một Bên cạnh đó, nghiên cứu tiến hành số hóa tuyến đường giao thơng nhà dân khu vực nghiên cứu nhằm phân vùng khu dân cư chịu ảnh hưởng tiếng ồn Kết cho thấy khu dân cư tuyến đường lớn chịu ảnh hưởng từ tiếng ồn nhiều vào cao điểm, khu vực dân cư hẻm nhỏ có mức độ ồn khoảng cho phép Ngoài ra, kết khác biệt mức độ ồn thời điểm ồn ngày tuần ngày cuối tuần Từ khóa: Hệ thống thơng tin địa lý; tiếng ồn giao thơng; thị;nội suy; Bình Dương Ngày nhận bài: 21/6/2019; Ngày hoàn thiện: 07/8/2019; Ngày đăng: 12 /8/2019 APPLICATION OF GEOLOGICAL INFORMATION SYSTEM IN THE MANAGEMENT OF NOISE POLLUTION IN URBAN (Case study of Binh Duong Boulevard section in Thu Dau Mot City) Tran Thi Ngoc Ha1*, Bui Hoang Viet2, Le Thi Thanh Tuyen2 TNU- University of Sciences Thu Dau Mot University - Binh Duong ABSTRACT The study was conducted to assess the level of noise pollution from traffic activities in urban areas (in the case of Phu Hoa Ward, Thu Dau Mot City) with the specific goal of system application Geographic information system (GIS) in developing noise pollution distribution maps in the study area The noise data at peak hours and normal hours of weekdays and weekends were collected by noise meters at 176 survey points Noise measurement data was then interpolated by IDW (Inverse Distance Weighting) method to assess the spatial distribution of Binh Duong Boulevard In addition, the study also digitized the roads and houses in the study area to partition the residential areas affected by noise The results showed that the residential areas in the major roads are affected by the most noise at peak hours, while the residential areas in the small alleys have noise levels around allow In addtion, the results also showed differences in noise levels and noise time between weekdays an weekends Keywords: Geographic Information System; traffic noise; urban; interpolate; Binh Duong Received: 21/6/2019; Revised: 07/8/2019; Published: 12/8/2019 * Corresponding author Email: tranngocha16@gmail.com http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn 99 Trần Thị Ngọc Hà Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ ĐHTN Đặt vấn đề Tỉnh Bình Dương địa phương giai đoạn đẩy nhanh q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa, tạo nên gia tăng doanh nghiệp, nhà máy, sở sản xuất cở sở hạ tầng giao thơng đường Bên cạnh yếu tố tích cực tạo việc làm, phát triển kinh tế - xã hội, Bình Dương phải đối mặt với hàng loạt vấn đề ô nhiễm môi trường, có nhiễm tiếng ồn ảnh hưởng lớn tới sức khỏe người lao động cộng đồng dân cư Một số yếu tố nguy hại ảnh hướng tới sức khỏe cường độ, thời gian tiếp xúc với tiếng ồn, đặc biệt tiếng ồn từ phương tiện giao thông đường bộ.Trên giới, việc nghiên cứu ô nhiễm tiếng ồn trở nên phổ biến Tiêu biểu nghiên cứu khu vực Tehran với kết nhằm vào việc định lượng thời gian động lực không gian tiếng ồn từ hoạt động giao thông đô thị [1] Hay nghiên cứu khu vực Scania miền nam Thụy Điển, kết cho thấy ước tính 29% dân số nghiên cứu có tỷ lệ tiếp xúc trung bình (LAeq, 24 ≥ 55 dB (A)) tiếng ồn giao thơng đường 37% có phơi nhiễm mức cao (tức LAfmax ≥ 70 dB (A)) [2] Một nghiên cứu thành lập đồ ô nhiễm tiếng ồn khung khác thực Chennai, thủ phủ Tamilnadu, nơi khu công nghiệp, trung tâm thương mại lớn văn hoá, kinh tế giáo dục Nam Ấn Độ Thông qua kết thu từ đồ GIS cho thấy người dân thành phố Chennai phải chịu đựng nghiêm trọng ô nhiễm tiếng ồn từ phương tiện giao thông [3] Tại Việt Nam, nghiên cứu tiêu biểu vấn đề kể đến nghiên cứu tác động tiếng ồn từ hoạt động giao thông đường đến người dân sống ven số tuyến đường phía Nam Thành Phố Huế Nghiên cứu dựa liệu đo đạc tiếng ồn điều tra xã hội học thực 100 204(11): 99 - 106 vị trí dọc hai bên tuyến đường giao thông thành phố Huế Kết đo đạc mức ồn tương đương theo đặc tính A vòng (LAeq,1h) vị trí khu vực nghiên cứu dao động từ 50,1 dB – 78,8 dBA, đa số vượt quy chuẩn cho phép (QCVN 26:2010/BTNMT) [4] Nghiên cứu xây dựng công cụ phần mềm (CARNOISE) có khả mơ ô nhiễm tiếng ồn gây hoạt động giao thông Việc mô tiếng ồn gây hoạt động giao thơng tính tốn dựa số lượng xe lưu thông đoạn đường, vận tốc trung bình dòng xe phân loại loại phương tiện có dòng xe Sau dựa bảng tính nội suy để xác định mức độ ồn gây dòng xe [5] Từ nghiên cứu liệt kê trên, kết luận GIS ứng dụng rộng rãi hiệu nghiên cứu ô nhiễm tiếng ồn Tuy nhiên, trường hợp nghiên cứu phường Phú Hòa, Thành phố Thủ Dầu Một mà nhóm tác giả lựa chọn ứng dụng GIS vấn đề đánh giá trạng sử dụng đất, quản lý chất thải rắn, quản lý hệ thống cung ứng nước thông qua báo cáo thực hành sinh viên Trên thực tế, chưa có ứng dụng GIS thức thực chủ đề ô nhiễm tiếng ồn Phương pháp nghiên cứu 2.1 Phương pháp thu thập liệu thứ cấp Nghiên cứu thu thập tư liệu liên quan đến chủ đề nhiễm tiếng ồn ngồi nước qua sách, luật, nghị định, văn bản, nghiên cứu, dự án triển khai, báo cáo hội thảo, tạp chí, báo số phương tiện khác Đây tài liệu thứ cấp làm tảng khoa học để tìm khác biệt giống quan điểm khoa học cho vấn đề nghiên cứu 2.2 Phương pháp thực nghiệm Nghiên cứu đo mức ồn 176 điểm tương ứng với 176 cộng tác viên đo thời điểm khảo sát, dọc theo tuyến đường http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn Trần Thị Ngọc Hà Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ ĐHTN Máy đo độ ồn sử dụng Benetech GM1351 Phép đo tiến hành theo phương pháp TCVN 7878-2:2010 thơng tư 28/2011/TT-BTNMT: Quy định quy trình kỹ thuật quan trắc mơi trường khơng khí xung quanh tiếng ồn Tại vị trí đo, máy đo đặt độ cao 1,5m so với mặt đất Tại vị trí, tiến hành đo mức ồn tương đương theo đặc tính A vòng (LAeq,1h) vào thời điểm khác ngày, cụ thể: Từ 6h30-7h30: Khoảng thời gian cao điểm học làm, tập trung lưu lượng xe tương đối lớn Từ 10h30-11h30: Thời điểm phương tiện giao thơng có mật độ thấp Từ16h30-17h30: Thời điểm tan học tan ca công nhân, tập trung lưu lượng xe tương đối lớn Tại vị trí, tiến hành đo khoảng thời gian đo liên tục lượt đo 10 phút, vòng tiến hành phép đo, sau lấy giá trị trung bình phép đo Thời gian quan sát tiến hành lúc với việc đo tiếng ồn điểm nghiên cứu Nghiên cứu lựa chọn ngày tiến hành đo quan sát: ngày thường (thứ ngày 19/02/2019) ngày nghỉ (chủ nhật ngày 24/02/2019) 2.3 Phương pháp nội suy đánh giá (Phương pháp IDW) Thuật toán nội suy Inverse Distance Weighting (IDW) kỹ thuật phổ biến để nội suy điểm phân tán Phương pháp IDW xác định giá trị điểm chưa biết cách tính trung bình trọng số khoảng cách giá trị điểm biết vùng lân cận điểm Những điểm cách xa điểm cần tính giá trị ảnh hưởng đến giá trị tính tốn, điểm gần trọng số lớn (Mitas, L., Mitasova,1999) http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn 204(11): 99 - 106 Với cơng cụ ta dễ dàng thực nội suy điểm lân cận cách nhanh chóng xác Ứng dụng IDW nghiên cứu đánh giá mức độ ô nhiễm tiếng ồn lựa chọn đánh giá phù hợp nhất, kết gần xác so với phương pháp lại (Sarah Eason, 2013) 2.4 Phương pháp tính độ lệch chuẩn khoảng tin cậy Độ lệch chuẩn dùng để xác định biến thiên giá trị tiếng ồn đo có mối liên hệ tập trung xung quanh giá trị trung bình liệu tiếng ồn thu thập Trong nghiên cứu này, độ lệch chuẩn (Standard deviation (SD)) tính theo cơng thức (1) [6] SD= (1) Trong đó: : giá trị trung bình biến : giá trị biến số thứ i n: tổng số trường hợp Sau xác định giá trị trên, nghiên cứu sử dụng hàm STDEV.S phần mềm Microsolf Excel 2010 để tính tốn giá trị độ lệch chuẩn liệu đo Đồng thời, nghiên cứu ứng dụng hàm CONFIDENCE.NORM với mức tin cậy 95% để xác định khoảng tin cậy số liệu thu thập Kết bàn luận 3.1 Mức độ tiếng ồn giao thông theo khoảng thời gian ngày khu vực nghiên cứu Mức độ ồn khảo sát 176 vị trí quan trắc vào khoảng thời gian khác ngày (6h30-7h30; 10h30-11h30; 16h30-17h30) ngày nghỉ ngày thường, có kết với giá trị trung bình cao so với QCVN 26:2010/BTNMT(từ 6h-21h 70dBA) Số liệu ồn thu thập khu vực nghiên cứu thể bảng hình 101 Trần Thị Ngọc Hà Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 204(11): 99 - 106 Bảng Số liệu tiếng ồn thu thập (Đơn vị: dBA) STT Các đại lượng đo lường Giá trị trung bình Độ lệch chuẩn Khoảng tin cậy CĐS1 81.7 9.3 1.4 Ghi chú: CĐS1: Giờ cao điểm sáng (Ngày thường) CĐC1: Giờ cao điểm chiều (Ngày thường) TĐ1: Giờ thấp điểm (Ngày thường) CĐC1 82.5 8.7 1.3 TĐ1 80.1 8.9 1.3 CĐS2 82.7 9.9 1.5 CĐC2 83.3 8.8 1.3 TĐ2 81.4 9.1 1.3 CĐS2: Giờ cao điểm sáng (Ngày cuối tuần) CĐC2: Giờ cao điểm chiều (Ngày cuối tuần) TĐ2: Giờ thấp điểm (Ngày cuối tuần) Hình Biểu đồ giá trị trung bình mức độ ồn khoảng thời gian khảo sát Có thể thấy, mức ồn trung bình (ngày thường) đo vào khoảng thời gian 6h30-7h30, 10h30-11h30, 16h30-17h30 81.7 ± 1.4 dBA, 80.1 ± 1.3 dBA 82.5 ± 1.3 dBA mức ồn trung bình (ngày nghỉ) đo vào khoảng thời gian tương tự 82.7 ± 1.5 dBA, 81.4 ± 1.3 dBA 83.3 ±1.3 dBA Trong đó, mức ồn tối đa cho phép QCVN 26:2010/BTNMT (6h-21h) 70 dBA.Như vậy, so với ngày thường ngày nghỉ có độ lệch chuẩn cao thời gian mà hoạt động vui chơi giải trí người dân đẩy mạnh, thời điểm gây tiếng ồn cao khoảng thời gian 16h30-17h30 thời gian cao điểm để lưu thông đường Ở ngày thường ngày nghỉ, thời điểm 10h30-11h30 cường độ ồn có xu hướng giảm nhẹ Kết phù hợp với lưu lượng lưu thông phương tiện giao thơng tuyến đường tuyến đường nhánh, đường hẻm tương ứng với khoảng thời gian 102 3.2 Bản đồ ô nhiễm tiếng ồn theo khoảng thời gian ngày Bằng công cụ nội suy IDW liệu quan trắc tiếng ồn 176 vị trí khảo sát tuyến Đại lộ Bình Dương hẻm lân cận cho ta đồ mức độ tiếng ồn khu vực khảo sát thể hình 2,3,4,5,6,7 Kết nghiên cứu cho thấy, vào ngày thường tuần, cao điểm sáng học học sinh, sinh viên làm người dân nên lượng xe lưu thông đường lớn nhiều Các tuyến đường D1, Trần Văn Ơn, Lê Hồng Phong…có mức độ ồn dao động cao từ khoảng 85 – 88 dBA Riêng tuyến đường Đại lộ Bình Dương cao tốc Mỹ Phước – Tân Vạn tuyến giao thơng chính, nhiều xe với trọng tải lớn nên có nhiều nơi dao động trì mức cao từ 89 – 92 dBA Trong tuyến đường hẻm N1, N2, N3, N4, D1, D2… nơi tập trung chủ yếu khu dân cư xe nênlượng xe lưu thơng khơng nhiều, tiếng ồn dao động từ 68 – 72 dBA (Hình 2) http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn Trần Thị Ngọc Hà Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ ĐHTN 204(11): 99 - 106 Hình Bản đồ mức độ ồn từ 6h30-7h30 ngày thường Vào cao điểm chiều từ 16h30 – 17h30, tan tầm nên số lượng học sinh, sinh viên, công nhân viên chức tham gia giao thông đông, khiến số khu vực thường xảy ùn tắc Tại tuyến đường Lê Hồng Phong, Trần Văn Ơn tập hợp nhiều nhà máy trường học nên lưu lượng xe vào nhiều dẫn đên tiếng ồn dao động từ 86 – 88 dBA Đây khoảng thời gian mà mức ồn giao thông ngày lớn nhất, khung bắt đầu học tập làm việc buổi sáng số sở bắt đầu đầu muộn so với khung thời gian đo đạc, họ khỏi nhà làm muộn hơn.Nhưng tan tầm gần tất sở địa bàn nghiên cứu nằm khung đo đạc buổi chiều Điều lý giải sao,vào hai thời gian cao điểm đo ngày thìmức độ tiếng ồn giao thơng buổi chiều thường cao so với buổi sáng (Hình 4) Đối với ngày thường, vào khung thấp điểm lúc 10h30 - 11h30, thời điểm buổi trưa, lượng phương tiện lưu thông http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn đường thường không nhiều.Trừ số đường lớn đề cập có tiếng ồn dao động từ 70 - 80 ± 5.03 dBA đường lại có tiếng ồn nhỏ, dao động từ 54 – 64 dBA Riêng tuyến đường Đại lộ Bình Dương vào thời điểm đo, mức ồn ln ổn định từ 88– 93 dBA (Hình 3) Trong đó, kết thu vào ngày cuối tuần với mốc thời gian tương ứng có thay đổi đáng kể khu vực đường nhỏ, hẻm (hình 5,6,7).Nghiên cứu cho thấy, vào ngày cuối tuần mức ồn dao động từ 50 – 63 dBA vào cao điểm sáng chiều Vì ngày nghỉ, lưu lượng xe di chuyển thấp vào khoảng thời gian Tuy nhiên, mức độ tiếng ồn ghi nhận vào thấp điểm có xu hướng tăng, dao động từ 60 – 81 dBA Theo quan sát nhóm nghiên cứu, điều lý giải lưu lượng người tham gia giao thông tăng vào khoảng thời gian để di chuyển đến nơi phục vụ nhu cầu vui chơi giải trí (quán ăn, trung tâm thương mại ), thăm hỏi bạn bè người thân 103 Trần Thị Ngọc Hà Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 204(11): 99 - 106 Hình Bản đồ mức độ ồn từ 10h30 - 11h30 ngày thường Hình Bản đồ mức độ ồn từ 16h30-17h30 ngày thường 104 http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn Trần Thị Ngọc Hà Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 204(11): 99 - 106 Hình Bản đồ mức độ ồn từ 6h30 - 7h30 ngày cuối tuần Hình Bản đồ mức độ ồn từ 10h30 - 11h30 ngày cuối tuần http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn 105 Trần Thị Ngọc Hà Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ ĐHTN 204(11): 99 - 106 Hình Bản đồ mức độ ồn từ 16h30 - 17h30 ngày cuối tuần Như vậy, với liệu mức độ ồn mà nhóm nghiên cứu thu thập khu vực nghiên cứu, thấy người dân sinh sống phường Phú Hòa, thành phố Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương phải chịu mức tiếng ồn vượt mức cho phép cách thường xuyên, đặc biệt tuyến đường (như Đại lộ Bình Dương -tuyến giao thông huyết mạch thành phố Thủ Dầu Một), tập trung lượng xe lớn từ các tỉnh lân cận đổ về(như thành phố Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Bình Phước) Điều ảnh hưởng đến sức khỏe người dân sống xung quanh khu vực phải tiếp xúc thời gian dài Kết luận Qua liệu thu thập thực tiễn với việc sử dụng phần mềm hỗ trợ, nghiên cứu đưa đồ mô tả hiên trạng mức độ tiếng ồn khoảng cách thời gian khác khu vực nghiên cứu Từ đó, đánh giá, cảnh báo thơng tin đến đối tượng chịu ảnh hưởng tiếng ồn giao thông Kết nghiên cứu sử dụng làm sở để đề xuất, triển khai giải 106 pháp phù hợp nhằm hạn chế tác động có hại đến người dân khu vực nghiên cứu TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ali Asghar Alesheikh and Manouchehr Omidvari, "Application of GIS in Urban Traffic Noise Pollution", International Journal of Occupational Hygiene, 2(2), pp 79-74, 2010 [2] Emilie Stroh, The use of GIS in ExposureResponse Studies a regional study of Air pollution and Noise in southern Sweden, Graduate thesis Lund University, Lund city, 2006 [3] Karthik, "Development of Noise Prediction Models Using GIS for Chennai City", International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, Vol 5(10), pp 245250, 2015 [4] Trịnh Thị Giao Chi, Nguyễn Thị Ngọc Hà, "Đánh giá tác động tiếng ồn từ hoạt động giao thông đường đến người dân sống ven số tuyến đường phía nam thành phố Huế", Tạp chí Khoa học Trường Đại học Huế, T 73(4), pp 2122, 2012 [5] Cao Duy Trường, "Phần mềm ứng dụng GIS mô ô nhiễm tiếng ồn giao thông", Tạp chí Mơi trường, Số chun đề I, tr 87-92, 2017 [6] Lê Minh Tiến, Phương pháp thống kê nghiên cứu xã hội, Nxb Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh, 2016 http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn ... chịu đựng nghiêm trọng ô nhiễm tiếng ồn từ phương tiện giao thông [3] Tại Việt Nam, nghiên cứu tiêu biểu vấn đề kể đến nghiên cứu tác động tiếng ồn từ hoạt động giao thông đường đến người dân... cứu ô nhiễm tiếng ồn trở nên phổ biến Tiêu biểu nghiên cứu khu vực Tehran với kết nhằm vào việc định lượng thời gian động lực không gian tiếng ồn từ hoạt động giao thông ô thị [1] Hay nghiên cứu. .. định mức độ ồn gây dòng xe [5] Từ nghiên cứu liệt kê trên, kết luận GIS ứng dụng rộng rãi hiệu nghiên cứu ô nhiễm tiếng ồn Tuy nhiên, trường hợp nghiên cứu phường Phú Hòa, Thành phố Thủ Dầu Một mà