ỨNG DỤNG GIS ĐÁNH GIÁ PHÂN bố CHẤT LƯỢNG nước mặt

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG HÀ NỘI NGUYỄN ĐÌNH CHUNG ỨNG DỤNG GIS ĐÁNH GIÁ PHÂN BỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT Chuyên ngành: Kỹ thuật Trắc địa – Bản đồ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI- NĂM 2019 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MƠI TRƯỜNG HÀ NỘI NGUYỄN ĐÌNH CHUNG ỨNG DỤNG GIS ĐÁNH GIÁ PHÂN BỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT Chuyên ngành: KỸ THUẬT TRẮC ĐỊA BẢN ĐỒ Mã số: 8520503 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI- NĂM 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi th ực hướng dẫn khoa học TS Trịnh Thị Hoài Thu Các số liệu, kết nêu luận văn thạc sĩ kỹ thuật trung thực xu ất phát từ nh ững k ết quan trắc thực tế TP Bắc Ninh huyện lân cận Học viên Nguyễn Đình Chung LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin chân thành cảm ơn TS Trịnh Thị Hoài Thu, người trực tiếp hướng dẫn tơi hồn thành luận văn Với lời dẫn, tài liệu, tận tình hướng dẫn lời động viên cô giúp vượt qua nhiều khó khăn q trình thực luận văn Tôi xin cảm ơn quý thầy cô giảng Khoa Trắc địa, Bản đồ Thông tin địa lý truyền dạy kiến thức quý báu, ki ến thức r ất hữu ích giúp tơi nhiều thực nghiên cứu Đặc bi ệt, xin cảm ơn góp ý có ý nghĩa lớn thực đề cương nghiên cứu Xin cảm ơn lãnh đạo Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Bắc Ninh, trung tâm quan trắc môi trường tỉnh Bắc Ninh, văn phòng đăng ký đ ất đai t ỉnh Bắc Ninh tạo điều kiện thuận lợi suốt q trình tơi tham gia th ực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng Học viên năm 2019 Nguyễn Đình Chung MỤC LỤC CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Cán hướng dẫn chính: TS Trịnh Thị Hồi Thu Cán chấm phản biện 1: PGS TS Doãn Hà Phong Cán chấm phản biện 2: TS Nguyễn Tiến Thành 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 06 tháng 04 năm 2019 TÓM TẮT LUẬN VĂN Họ tên học viên: Nguyễn Đình Chung Lớp: CH3A.TĐ Khóa: Cán hướng dẫn: TS Trịnh Thị Hoài Thu Tên đề tài: Ứng dụng GIS đánh giá phân bố chất lượng nước mặt Tóm tắt: Luận văn thực việc đánh giá phân bố chất lượng n ước mặt cho hệ thống sông Cầu khu vực TP Bắc Ninh huy ện lân c ận D ữ liệu sử dụng để đánh giá chất lượng nước mặt bao gồm: Các thông s ố quan trắc môi trường nước mặt thực 32 điểm phân bố toàn thủy vực, theo bốn quý năm 2017 liệu không gian v ề lớp nước m ặt khu vực nghiên cứu chiết tách từ đồ sử dụng đất tỉ lệ 1:10000 hệ VN-2000 Đánh giá chất lượng nước mặt khu vực nghiên cứu thực thông qua việc xác định số WQI riêng rẽ cho thơng s ố quan tr ắc tính WQI tổng thể cho tất điểm quan trắc theo quý Giá tr ị WQI tổng thể sử dụng để nội suy xác định giá trị chất lượng n ước mặt cho tồn khơng gian thủy hệ Tổng số điểm dùng n ội suy 32 ểm có 26 điểm sử dụng để nội suy và 06 điểm ki ểm tra Thực nội suy hai phương pháp IDW Kriging, so sánh độ xác cho th k ết qu ả thực nội suy theo phương pháp Kriging tốt IDW K ết qu ả cho th chất lượng nước hệ thống sông Cầu khu vực thành phố Bắc Ninh huyện lân cận ô nhiễm nặng với số WQI thấp từ 05 đến 25 DANH MỤC VIẾT TẮT Chữ viết tắt BOD5 BTNMT COD CP CSDL DMT DO DTL FDI GRDP GIS HUR IDW LVS MT NĐ NO3-N NSI NTS NH4 MNP OE PO4-P QĐ TP TSS TW TX UBND WHO WQI XK UNICEF TTCN QCCP Giải thích Oxy sinh hóa ngày Bộ Tài Ngun Mơi trường Oxy hóa học Chính Phủ Cơ sở liệu Đánh giá tác động môi trường Oxy hòa tan Đất thủy lợi Phần trăm nồng độ oxy bão hòa Nồng độ oxy bão hòa Đầu tư trực tiếp nước Tổng sản phẩm địa bàn Geographic Information System (Hệ thống thông tin địa lý) Hydrologic Response Unit (Đơn vị phản ứng thủy văn) Inverse Distance Weighted (Nghịch đảo khoảng cách có trọng số) Lưu vực sơng Môi trường Nghị định Nitrat nitrogen Chỉ số Nash-Sutcliffe Đất nuôi trồng thủy sản Amonia Số lượng xác suất cao (số lượng chắn có thể) Tổ chức quốc gia phát triển kinh tế Phốt Quyết định Thành phố Chất rắn lơ lửng Trung ương Thị xã Ủy ban nhân dân Tổ chức Y tế giới Chỉ số chất lượng nước Xuất Quỹ Nhi đồng Liên Hiệp Quốc Tiểu thủ công nghiệp Quy chuẩn cho phép DANH MỤC BẢNG 10 DANH MỤC HÌNH VẼ 87 STT X (m) Y (m) Địa điểm lấy mẫu 544312.7 2335841.5 QTM NM1: Cầu Song Tháp – Đa Hội TX Từ Sơn (sông Ngũ Huyện Khê) 547339.8 2341247.1 QTM NM2: Cầu Nét - Đông Thọ huyện Yên Phong (Sông Ngũ Huyện Khê) 555346.7 2346478.1 QTM NM5: Làng Đại Lâm – xã Tam Đa huyện Yên Phong (sông Cầu) 547276.9 2348165.1 QTM NM6: Thôn Như Nguyệt xã Tam Giang huyện Yên Phong (sông Cầu) 561234.4 2345695.7 QTM NM8: Cảng Đáp Cầu – TP Bắc Ninh (Sông Cầu) 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 561563.2 2345597.1 QTM NM9: Trạm bơm Kim Đôi – xã Kim Chân TP Bắc Ninh (sông Cầu) 573738.5 2339860.9 QTM NM10: Sau trạm bơm Hiền Lương – xã Phù 4 Lương huyện Quế Võ (Sông Cầu) 575543.4 2340601.0 QTM NM11: Bãi rác Phù Lãng – xã Phù Lãng huyện Quế Võ (sông Cầu) 544443.7 560553.5 579504.9 545441.8 550672.4 552299.3 573245.2 573312.3 565079.5 559070.0 2341984.8 2331793.7 2338793.4 2336858.9 2338597.7 2338456.7 2339329.3 2339694.8 2337319.0 2337695.7 QTM NM12: Ao làng nghề Văn Môn huyện Yên Phong QTM NM13: Trạm bơm Tân Chi xã Tân Chi – huyện Tiên Du (sông Đuống) QTM NM14: Cảng Him Lam – xã Châu Phong huyện Quế Võ (Sông Đuống) QTM NM20: (Kênh B20) thôn Đồng Phúc phường Châu Khê TX Từ Sơn QTM NM21: (Kênh B20) cầu Tiêu xã Tương Giang TX Từ Sơn QTM NM22: (Kênh B20) Cầu Nội Duệ huyện Tiên Du QTM NM25: (Ngòi Tào Khê) khu tiếp nhận nước thải KCN Quế Võ xã Phù Lương huyện Quế Võ QTM NM26: (Ngòi Tào Khê) trước trạm bơm Hiền Lương xã Phù Lương huyện Quế Võ QTM NM27: (Ngòi Tào Khê) cống La Miệt xã Yên Giả huyện Quế Võ QTM NM28: (Ngòi Tào Khê) điểm tiếp nhận nước từ kênh N6 thôn Trầm xã Hạp Lĩnh huyện Tiên Du 88 19 562289.9 2343869.7 QTM NM29: (Kênh Kim Đôi) tiếp nhận nước thải từ nhà máy xử lý nước thải KCN Quế Võ 20 561693.2 2341880.5 QTM NM30: (kênh Kim Đôi) cầu Ngà phường Vân Dương TP Bắc Ninh 21 QTM NM31: (Kênh Kim Đôi) nơi tiếp nhận nước 562377.5 2343853.7 thải nhà máy xử lý nước thải Thành phố Bắc Ninh Kim Chân TP Bắc Ninh 22 555934.1 23 545473.5 QTM NM33: (Kênh Nam) đoạn chảy qua CCN Mả 2335045.3 Ông phường Châu Khê thị xã Từ Sơn 24 544880.2 2336347.1 QTM NM34: (Kênh Nam) trạm bơm Trịnh Xá phường Châu Khê TX Từ Sơn 25 560739.7 2345301.7 QTM NM35: (Hồ Đồng Trầm) - thành phố Bắc Ninh 26 557795.9 2343109.1 QTM NM36: (Hồ Thành) - thành phố Bắc Ninh 27 558669.9 2341055.0 QTM NM37: (Cầu Bồ Sơn) - thành phố Bắc Ninh 28 30 32 33 35 2344315.7 QTM NM32: (Kênh Đặng Xá) đoạn trường cấp Lý Nhân Tông phường Vạn An TP Bắc Ninh 544321.4 2341192.7 QTM NM39: Cầu Tó xã Văn Mơn huyện n Phong 555685.6 2332985.0 QTM NM42: Ao thôn Rền xã Cảnh Hưng huyện Tiên Du 559991.9 2334306.7 QTM NM45: Cầu Trầm mương dọc TL 38 (ngòi Tào Khê) giáp CCN Tân Chi huyện Tiên Du 543541.7 2336498.2 QTM NM46: Trạm bơm Đa Hội phường Châu Khê TX Từ Sơn QTM NM48: Kênh tiếp nhận nước thải KCN Đại 550161.5 2335096.4 Đồng – Hoàn Sơn trước chảy ngòi Tào Khê thuộc huyện Tiên Du 89 Dữ liệu quan trắc nước mặt quý I năm 2017 STT pH I DO I Nhiệt độ I Độ đục I TSS I BOD5 (200C ) I COD I Amoni I P-PO4 I Coliform I 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 30 32 33 35 6.7 6.8 6.5 7.1 6.5 6.6 6.7 6.6 7.1 6.6 6.9 7.1 6.9 6.8 6.9 6.8 6.7 7.2 6.8 7.1 6.5 6.7 7.1 6.8 7 6.8 6.9 4.6 4.1 4 4.7 4.6 4.5 4.6 4.1 4.6 4.5 4.3 4.2 4.5 4.6 4.5 4.4 4.4 4.7 4.6 4.1 4.2 4.1 4.1 4.4 4.1 4.2 4.3 4.2 19.2 19.5 19.7 19.9 20 20.5 19.5 20 19.2 20.3 20.5 19.3 19.5 20 20 21 20 20.5 20 20 20 19.3 19.2 19.3 19.2 19.4 20 19.1 19.7 21 19.6 19.2 88 87 85 85 85 99 60 93 87 76 65 86 127 93 70 84 129 160 180 170 90 93 92 80 88 92 80 95 95 85 74 95 33.4 43.8 23.8 21.7 29.5 19.4 26.1 31.6 22.9 18.1 20.9 18.9 14.4 13.5 37.5 26.8 40.3 34.2 30.5 36.7 31.8 28.4 25.6 27.3 22.4 21.6 9.2 20.6 30.6 17.9 61.2 72.8 20 13 5 18 29 12 32 33 18 40 26 19 18 20 41 85 41 38 52 51 24.6 19 18 93 72 18 25.6 63 29.5 76 67 31 21 28 41 20 76 46 26 65 43 34 30 33 70 125 64 59 76 73 38 29 28 137 108 29 39 101 41 105 108 7.7 2.4 0.75 1.15 5.48 7.25 4.48 7.05 4.42 2.7 9.05 2.65 2.3 6.35 6.6 5.05 5.64 7.3 6.7 4.35 3.35 6.75 20.7 5.1 1.8 3.26 0.4 5.05 10 12.6 0.07 0.07 0.07 0.07 1.01 0.89 1.08 1.22 0.51 0.99 0.74 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.21 0.2 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.49 0.31 0.36 0.07 1.09 600 600 210 110 460 900 210 1100 750 600 1100 750 640 640 640 1100 1100 640 900 1100 750 640 640 750 2100 1400 750 640 1100 640 1100 1100 90 Dữ liệu quan trắc nước mặt quý II năm 2017 pH STT II DO II Nhiệ t độ II Độ đục II TSS II BOD5 (200C ) II COD II Amoni II P-PO4 II Coliform II 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 30 32 33 35 4 4.1 3.9 4.1 4.3 4.1 4.7 3.9 4.6 4.9 4.1 4.1 3.9 4.1 4.7 4.7 4.3 4.2 4.5 4.5 3.9 4.1 4.1 4 4.2 3.9 4.1 4.1 4.1 20.3 22.8 26.4 24.9 23 24 24 24.5 24.1 23 23 23 18.9 20.1 23 23 23.5 23 24 24.5 24 22 21.8 21.8 21.1 21.2 24 25.1 20.1 23.5 20.3 23.1 90 91 91 88 70 98 87 89 70 50 89 118 98 79 79 117 110 160 112 86 91 87 89 86 90 65 88 92 65 90 99 24 20 25 20 17 15 10 13 36 23 14 17 20 18 16 30 43 12 11 21 20 25 25 20 19 15 16 12 10 19 6.5 13 7.2 5 8.2 17.5 7.2 25 18 17.5 45 10.5 10.2 5 31.6 25.6 15 25 27.5 7.5 29 19 35 15 17 10 21 10 3 13 28 10 36 29 29 63 17 17 5 49 34 24 39 43 11 43 30 54 24 27 1.65 2.15 1.95 2.35 4.7 2.55 7.3 6.75 7.25 13 7.5 6.2 4.2 2.95 7.55 7.2 7.35 8.3 12.5 2.4 19 4.86 3.11 5.5 3.95 3.35 0.5 8.15 11.8 24.25 2.1 15.2 0.12 0.29 0.16 0.09 0.21 0.07 0.07 1.05 1.04 1.03 1.05 0.2 0.29 0.25 0.92 0.92 1.16 0.89 1.04 0.07 0.07 0.51 0.14 0.23 0.07 0.07 0.07 1.07 2.12 1.06 0.21 3.14 90 60 110 30 110 29 23 64 1500 380 11 1400 1100 700 27 1100 20 150 160 27 210 900 14 900 1600 2800 700 2000 2100 1500 750 270 6.9 6.9 6.4 6.9 6.7 6.9 6.7 6.9 6.9 6.8 7.2 6.7 6.8 7.1 7.2 7.3 7.2 6.7 6.9 6.9 6.7 6.9 6.8 7.1 7.2 6.9 7.1 7.2 6.9 6.9 91 Dữ liệu quan trắc nước mặt quý III năm 2017 DO III Nhiệ t độ III Độ đục III 6.8 3.8 25.4 87 6.8 3.8 28.4 87 6.5 4.2 28.4 90 6.8 3.8 28.6 90 6.8 4.3 22 69 6.7 4.5 24 115 6.8 4.3 22 60 6.8 4.1 22 81 6.8 3.6 29.3 85 6.9 4.3 21 81 6.9 4.1 23 53 6.8 3.9 26.3 91 7.6 4.3 26 105 7.1 4.1 26 101 7.2 4.0 4.5 22 22 93 87 7.2 4.7 21 184 4.1 21 138 6.9 4.3 23 201 4.5 24.5 153 pH STT III 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 BOD5 TSS (200C) III III 36 48 23 22 24 35 30 8.6 14 27 14 27 65 22 7.6 6.6 35 34 17 52 COD III Amoni III P-PO4 III Coliform III 28 44 4.15 0.070 1100 18 25 2.48 0.114 640 0.53 0.079 0.69 0.065 0.55 0.069 0.66 0.142 0.84 0.073 26.5 41 8.6 0.070 210 30.6 46 1.76 0.492 460 6.2 10 0.59 0.182 90 27 41 0.070 750 23.5 33 4.6 0.000 210 27 43 9.55 0.220 460 18.5 26 3.8 0.209 270 19 18.5 27 28 2.83 3.2 0.070 0.070 460 600 33 52 6.95 0.203 750 30.6 49 9.25 0.199 260 32 44 5.1 0.151 240 36 54 27.7 1.000 360 92 21 22 23 24 25 26 27 28 30 32 33 35 4.3 22 81 6.8 3.7 26.8 88 6.8 4.0 25.3 90 6.8 3.9 26.3 87 6.8 3.8 25.3 84 7.1 3.8 25.4 87 7.2 4.2 23 78 6.8 3.7 28.9 90 4.2 24.8 99 4.0 21 68 6.8 4.1 25.6 92 6.8 4.0 25 94 54 30 53 22 15 14 46 12 24 31 32 35 30.5 43 3.5 0.070 640 20 28 12.6 0.064 270 10 2.62 0.090 90 0.79 0.070 90 19 27 1.14 0.092 110 18 25 0.96 0.066 240 32 46 11.5 0.079 360 33 49 9.25 0.442 900 32 48 6.95 0.192 750 32.5 45 7.9 0.212 640 28 39 0.153 210 13 2.75 3.750 90 93 Dữ liệu quan trắc nước mặt quý IV năm 2017 pH STT IV 6.9 6.8 6.6 6.7 6.6 6.8 6.7 10 11 12 7.2 6.8 13 14 6.8 6.7 6.8 6.8 6.7 15 16 17 18 19 20 21 22 7.2 7.3 7.1 6.8 7.2 6.9 23 24 6.8 25 26 6.8 27 7.1 6.8 6.7 6.7 DO IV 3.8 4.8 4.1 4.7 4.3 4.5 4.4 4.1 3.5 4.4 3.9 3.8 3.8 4.3 4.7 4.2 4.4 4.6 4.5 3.6 4.7 3.8 4.8 4.8 4.2 Nhiệ t độ IV Độ đục IV TSS IV BOD5 (200C ) IV COD IV Amoni IV P-PO4 IV Coliform IV 20.1 89 191 27 39 1.9 0.07 1100 20.6 20.6 93 95 38.7 35.5 5 1.3 0.35 0.08 0.08 3 20.7 92 29.8 0.13 0.08 19.8 20 19 19.2 62 102 68 78 10.7 11.1 17.6 33.9 21 15.8 6.5 29.5 22 22.13 21 1.6 0.1 0.45 0.49 0.07 0.07 900 1100 600 20.1 86 15 20 0.5 0.53 750 20.3 20.2 84 58 21 25.8 5 0.13 0.05 0.07 0.07 3 20.3 92 15.8 17 24 0.3 0.23 1100 20.3 112 28.5 30 43 10.9 0.78 2400 20.2 102 10.8 36 50 21.4 1.26 2600 19 19.3 20 19.5 19.3 19.8 20 90 84 134 118 202 141 62 5.2 15.1 68 12.3 47.5 49.5 13 6.8 13 510 16.5 18 27 18 9.5 18 715 23 25 38 1.1 1.3 5.8 33.7 11.7 7.2 0.13 0.07 0.24 1.229 1.02 0.67 1.32 600 90 110 7500 750 1100 2100 20.1 89 15.3 11.5 16 0.07 900 20.2 102 34 17 24 1.3 0.07 1100 20.2 99 14.6 13 18 0.75 0.12 750 20.1 91 12.7 14 20 0.6 0.07 600 20.2 97 6.8 22 31 0.75 0.07 900 20.2 62 26.4 17 24 23.5 0.45 900 94 28 30 6.8 32 33 35 7.2 6.7 6.7 6.9 3.7 3.6 4.2 3.8 3.9 20.6 91 20.5 97 20.5 20.2 20.9 61 91 94 4.5 173 28.5 44.4 11.4 14 19 0.5 0.52 900 35 49 1.44 1100 28 25 39 10 35 0.38 2.5 17 0.16 0.07 1.3 2100 640 900 95 PHỤ LỤC Các bước thực tính tốn thơng số nội suy 96 Kết nội suy theo phương pháp IDW Hình Kết nội suy phương pháp nội suy IDW quý I Hình Kết nội suy phương pháp nội suy IDW quý II 97 Hình Kết nội suy phương pháp nội suy IDW quý III Hình Kết nội suy phương pháp nội suy IDW quý IV 98 Kết nội suy phương pháp nội suy Kriging Hình Kết nội suy phương pháp nội suy IDW quý I Hình Kết nội suy phương pháp nội suy IDW quý II 99 Hình Kết nội suy phương pháp nội suy IDW quý III Hình Kết nội suy phương pháp nội suy IDW quý IV 100 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Nguyễn Đình Chung Ngày tháng năm sinh: 17/02/1994 Nơi sinh: Bắc Ninh Địa liên lạc: Xã Trí Quả, huyện Thuận Thành, tỉnh Bắc Ninh Quá trình đào tạo: - Từ 09/2012 đến 06/2016: Sinh Viên học trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội - Từ 05/2017 đến nay: Học Cao học trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội 101 XÁC NHẬN QUYỂN LUẬN VĂN ĐỦ ĐIỀU KIỆN NỘP LƯU CHIỂU TRƯỞNG KHOA TRẮC ĐỊA , BẢN ĐỒ VÀ THÔNG TIN ĐỊA LÝ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ... thiểu ô nhiễm nước khu vực 30 CHƯƠNG ỨNG DỤNG GIS ĐÁNH GIÁ PHÂN BỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT 2.1 Khái quát GIS vai trò GIS đánh giá chất lượng n ước mặt 2.1.1 Khái niệm GIS Thuật ngữ GIS sử dụng nhiều... mềm GIS, Microstation V8i phần mềm phụ trợ việc đánh giá chất lượng nước 13 CHƯƠNG TỔNG QUAN ĐÁNH GIÁ VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT 1.1 Khái quát nước mặt 1.1.1 Khái niệm nước mặt Nước mặt nước tồn mặt. .. tài: Ứng dụng GIS đánh giá phân bố chất lượng nước mặt Tóm tắt: Luận văn thực việc đánh giá phân bố chất lượng n ước mặt cho hệ thống sông Cầu khu vực TP Bắc Ninh huy ện lân c ận D ữ liệu sử dụng