Nghiên cứu sự biến đổi đới bờ do ảnh hưởng của quá trình khai thác than khu vực quảng ninh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT TRẦN THANH SƠN NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI ĐỚI BỜ DO ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH KHAI THÁC THAN KHU VỰC QUẢNG NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Hà Nội – 2011 -1- MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương SỰ BIẾN ĐỘNG ĐỚI BỜ DO ẢNH HƯỞNG QUÁ TRÌNH 11 KHAI THÁC THAN KHU VỰC QUẢNG NINH 1.1 ĐỚI BỜ VÀ Ô NHIỄM ĐỚI BỜ 11 1.1.1 Đới bờ biển 11 1.1.2 Đặc tính vùng ven bờ 13 1.1.3 Các nguồn gây ô nhiễm 14 1.1.4 Các nguyên nhân làm biến động đường bờ Quảng Ninh 15 1.1.5 Những đe doạ vật lý, hóa học sinh vật tới vùng ven bờ 16 1.2 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ TỈNH QUẢNG NINH 17 1.2.1 Vị trí địa lý 17 1.2.2 Điều kiện địa hình 18 1.2.3 Điều kiện khí hậu 19 1.2.4 Sơng ngịi chế độ thuỷ văn 20 1.2.5 Khái quát đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội Quảng Ninh 21 1.3 QUÁ TRÌNH KHAI THÁC THAN Ở QUẢNG NINH 1.3.1 Hiện trạng môi trường hoạt động khoáng sản than 23 23 1.3.2 Khai thác than ảnh hưởng khai thác than tới môi trường vùng 25 than Quảng Ninh 1.4 TIỀM NĂNG VÀ THỰC TRẠNG ĐỚI BỜ QUẢNG NINH 27 1.5 SỰ CẦN THIẾT QUẢN LÝ TỔNG HỢP ĐỚI BỜ QUẢNG NINH 28 Chương VAI TRÒ VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TƯ LIỆU ĐỊA TIN HỌC 30 TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG TÀI NGUYÊN ĐỚI BỜ 2.1 VAI TRÒ VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CÁC TƯ LIỆU ĐỊA TIN HỌC TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG TÀI NGUYÊN ĐỚI BỜ 2.1.1 Khái niệm Địa tin học (Geomatics) 31 31 2.1.2 Khả tích hợp tư liệu địa tin học nghiên cứu biến động đới bờ 2.2 TỔNG QUAN VỀ VIỄN THÁM 31 34 -2- 2.2.1 Một số khái niệm viễn thám 34 2.2.2 Các loại vệ tinh viễn thám tư liệu ảnh viễn thám 41 2.2.3 Quá trình xử lý ảnh viễn thám 43 2.2.4 Các phương pháp nghiên cứu biến động đới bờ viễn thám 47 2.2.5 So sánh phương pháp nghiên cứu biến động đới bờ tư liệu ảnh viễn thám lựa chọn phương pháp nghiên cứu 2.3 TỔNG QUAN VỀ GIS 49 51 2.3.1 Khái niệm GIS 51 2.3.2 Các thành phần hệ thống thông tin địa lý 51 2.3.3 Các chức GIS 52 2.3.4 Dữ liệu GIS 54 Chương NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI ĐỚI BỜ DO ẢNH HƯỞNG 59 CỦA QUÁ TRÌNH KHAI THÁC THAN KHU VỰC QUẢNG NINH 3.1 MÔ TẢ DỮ LIỆU 59 3.1.1 Mô tả liệu viễn thám 59 3.1.2 Mơ tả liệu khác 61 3.2 QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU 62 3.3 XỬ LÝ DỮ LIỆU ẢNH 62 3.3.1 Tiền xử lý liệu ảnh 62 3.3.2 Phân loại ảnh 65 3.4 THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG 67 3.4.1 Chuẩn liệu đầu vào 67 3.4.2 Khảo sát thực địa 68 3.5 BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG LỚP PHỦ ĐẤT KHU VỰC CẨM PHẢ 72 3.5.1 Xử lý liệu GIS 72 3.5.2 Đánh giá biến động chung 76 3.6 ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐỚI BỜ DO QUÁ TRÌNH KHAI THÁC THAN Ở QUẢNG NINH 84 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 -3- DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VÀ CHỮ VIẾT TẮT GIS (Geographic Information System) Hệ thống thông tin địa lý HTTĐL Hệ thống thông tin địa lý HCSDL Hệ sở liệu ISO (International Organization for Tổ chức Quốc tế tiêu Standardization) MT Mơi trường TKV Tập đồn Cơng nghiệp Than – Khống sản Việt Nam KCN Khu công nghiệp -4- DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, SƠ ĐỒ Bảng 2.1 Đặc trưng quỹ đạo vệ tinh Landsat 41 Bảng 3.1 Các kênh phổ MSS 60 Bảng 3.2 Các thông số kỹ thuật cảm TM 60 Bảng 3.3 Bảng thông tin tư liệu ảnh viễn thám 61 Bảng 3.3 Các lớp sau gộp 66 Bảng 3.4 Danh sách đối tượng nghiên cứu 68 Bảng 3.5 Diện tích thống kê 72 Bảng 3.6 Ma trận biến động loại đất hai thời kỳ 74 Bảng 3.7 Ma trận biến động mục đích sử dụng đất năm 1991 2010 76 Bảng Bảng hệ số tương quan biến động đối tượng năm 1991 – 2010 81 Bảng 3.9 Bảng thống kê biến động lớp phủ đất năm 1991 2010 cho mỏ 83 Bảng 3.10 Thống kê điểm khảo sát biến động đới bờ từ năm 1991 đến năm 2010 85 Bảng 3.11 Sản lượng khai thác than số mỏ biến động rừng, sơng hồ q trình khai thác than Cẩm Phả - Quảng Ninh năm 1991 - 2010 87 -5- DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢN ĐỒ Hình 1a: Sơ đồ phân chia khu vực ven bờ theo tự nhiên, hành pháp luật 12 Hình 1b: Mối quan hệ đới bờ hệ thống nguồn lợi ven biển 13 Hình 1.2: Ước tính nguồn chất thải nhiễm vào mơi trường biển 14 Hình 1.3: Đổ thải trình khai thác than 15 Hình 1.4: Bản đồ hành Quảng Ninh 17 Hình 2.1: Tích hợp liệu thơng tin GIS 32 Hình 2.2: Sơ đồ quy trình cơng nghệ tổng qt tích hợp tư liệu địa tin học thành lập đồ biến động đới bờ 33 Hình 2.3: Nguyên lý phản xạ ánh sáng khác 36 Hình 2.4: Nguyên lý truyền sóng điện từ 37 Hình 2.5: Biểu đồ phản xạ phổ 38 Hình 2.6: Đặc điểm phổ phản xạ đối tượng tự nhiên 39 Hình 2.7: Vệ tinh LANDSAT 42 Hình 2.8: Kĩ thuật hiệu chỉnh lọc nhiễu ảnh vệ tinh 45 Hình 2.9: Kĩ thuật phân tích histogram 45 Hình 2.10: Kĩ thuật biến đổi ảnh 46 Hình 2.11: Phân loại có kiểm định khơng kiểm định 46 Hình 2.12: Quy trình xử lý ảnh viễn thám 46 Hình 2.14: Các thành phần GIS 51 Hình 2.15: Chồng xếp sở liệu GIS 54 Hình 2.16, 2.17, 2.18 Biểu diễn vecto dạng điểm, đường, vùng 55 Hình 2.19: Sự biểu thị kết đồ dạng Raster 57 Hình 2.20: Sự chuyển đổi liệu raster vector 58 Hình 3.1: Ảnh vệ tinh Landsat khu vực Quảng Ninh 61 Hình 3.2: Quy trình nghiên cứu đồ biến động đới bờ 62 -6- Hình 3.3: Ảnh cắt khu vực Cẩm Phả - Quảng Ninh năm 1991 2010 64 Hình 3.4: Sơ đồ phân loại 65 Hình 3.5: Ảnh phân loại gộp lớp năm 1991, năm 2010 66 Hình 3.7: Sơ đồ điểm khảo sát 69 Hình 3.8: Bản đồ trạng lớp phủ đất Cẩm Phả - Quảng Ninh năm 1991 70 Hình 3.9: Bản đồ trạng lớp phủ đất Cẩm Phả - Quảng Ninh năm 2010 71 Hình 3.10: Sơ đồ đánh giá biến động 73 Hình 3.11: Bản đồ chồng lớp từ thời kỳ 1991 2010 73 Hình 3.12: Bản đồ biến động lớp phủ đất Cẩm Phả năm 1991 - 2010 75 Hình 3.13: Biểu đồ trạng lớp phủ đất năm 1991 năm 2010 76 Hình 3.14: Biểu đồ xu hướng biến động lớp phủ đất năm 1991 năm 2010 77 Hình 3.15: Biểu đồ biến động lớp phủ đất năm 1991-2010 77 Hình 3.16: Một số hình ảnh khai thác than khu vực Cẩm Phả 78 Hình 3.17: Hình ảnh sau khai thác than 79 Hình 3.18: Hiện trạng sử dụng đất (%) năm 1991 80 Hình 3.19: Hiện trạng sử dụng đất (%) năm 2010 80 Hình 3.20 : Sơ đồ điểm khảo sát đới bờ năm 1991 - 2010 84 Hình 3.21: Quy trình xây dựng mối quan hệ tương quan mở rộng không gian đô thị sản lượng khai thác than 86 -7- MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết đề tài Vùng biển ven bờ Quảng Ninh Việt Nam (gọi tắt VBVB Quảng Ninh) vừa có tiềm phát triển kinh tế cao, vừa có giá trị bảo tồn lớn với đa dạng sinh vật cảnh quan Hoạt động khai thác than địa bàn tỉnh Quảng Ninh tác động lớn tới mơi trường khu vực, có biến đổi đới bờ, đặc biệt từ cuối năm 1960 hoạt động khai thác mở rộng Sự gia tăng dân số hoạt động kinh tế đa dạng gây sức ép đến môi trường tài nguyên, làm suy thoái hệ sinh thái đa dạng sinh học, ảnh hưởng ngày lớn tới phát triển bền vững vùng Xuất phát từ khả đo vẽ, xử lý tư liệu đa dạng hiển thị loại đồ, vẽ trạng đới bờ qua thời gian không gian, tư liệu trắc địa-bản đồ trở thành công cụ hiệu phục vụ theo dõi biến động tài nguyên vùng ven biển nói chung bờ biển Việt Nam nói riêng Kết nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng cung cấp liệu thông tin cần thiết hỗ trợ công tác quy hoạch điều chỉnh cấu sản xuất khai thác than vùng Quảng ninh, góp phần giảm thiểu ảnh hưởng tiêu cực q trình biến đổi khí hậu sinh kế cộng đồng Trong dạng liệu liệu viễn thám với đặc điểm đa thời gian phủ trùm khu vực rộng công cụ hữu hiệu cho nghiên cứu biến động đới bờ giới sử dụng từ nhiều năm lĩnh vực (Rubi Hernández Cornejo1 2000; B Satyanarayana 2001; Martin Béland1* 2001), F BONN (2006) ; Macintosh, D J., 1, et al (1999); Ferdinand Bonn…) Trong điều kiện khó khăn liệu, việc đánh giá biến động đới bờ tư liệu đa thời gian vệ tinh khác vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu Sự khác độ phân giải, thời gian chụp khung cảnh khó khăn liệu Việt Nam yếu tố cần so sánh ứng dụng để theo dõi biến động đới bờ -8- Trong hoàn cảnh lựa chọn đề tài “Nghiên cứu biến đổi đới bờ ảnh hưởng trình khai thác than khu vực Quảng Ninh” Mục tiêu nhiệm vụ đề tài Mục tiêu đề tài: Xác định mối quan hệ trình khai thác than khu vực Quảng Ninh mức độ biến động đới bờ theo không gian thời gian Kết nghiên cứu để minh chứng tính hiệu giải pháp kỹ thuật địa tin học đại, mà trọng tâm tích hợp thơng tin tư liệu viễn thám GIS công tác nghiên cứu biến động sử dụng đới bờ Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài biến động vùng ven biển tỉnh Quảng Ninh, tập trung vào khu vực có thay đổi lớn trình khai thác than - Về liệu: Sử dụng ảnh vệ tinh Landsat (1991 2010) Một số liệu thu thập sử dụng khác bao gồm số liệu thống kê, đồ địa hình, đồ ranh giới mỏ, báo cáo tổng hợp kết khảo sát thực địa - Về không gian thời gian: Phạm vi nghiên cứu tập trung vào khu vực khai thác than Quảng Ninh, mà chủ yếu khu vực khai thác than nằm gần vùng bờ biển có biến đổi lớn, thơng qua ảnh vệ tinh Landsat đa thời gian (năm 1991 2010) Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu phương pháp đánh giá biến động đới bờ ảnh vệ tinh đa thời gian - Nghiên cứu tương quan trình khai thác than biến đổi đới bờ - Xây dựng đồ biến động đới bờ Quảng Ninh Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Về mặt khoa học, nghiên cứu góp phần giúp học viên mở rộng hiểu biết đới bờ, trạng biến động vùng ven bờ tỉnh Quảng Ninh ảnh hưởng khai thác than Bên cạnh đó, kết nghiên cứu cho phép đánh giá khả ứng dụng -9- Trắc địa – Bản đồ nói chung cơng nghệ viễn thám, GIS nói riêng việc nhận biết trạng phân tích biến động đới bờ Quảng Ninh Về mặt thực tiễn, kết nghiên cứu luận văn đưa số liệu biến động đới bờ khu vực nghiên cứu hai thời điểm (1991và 2010) góp phần khuynh hướng biến động đới bờ ảnh hưởng khai thác than Đây tài liệu bổ ích cho công tác quy hoạch, quản lý xây dựng mơ hình quản lý tổng hợp đới bờ cho vùng ven bờ khác Phương pháp nghiên cứu Để thực nhiệm vụ đề tài đặt ra, tác giả sử dụng kết hợp kĩ thuật liệu địa tin học mà trọng tâm tích hợp tư liệu viễn thám, GIS khảo sát thực địa Trong phương pháp viễn thám sử dụng để phân loại ảnh vệ tinh thời kì, chức phân tích khơng gian GIS sử dụng để tích hợp kết phân lọai ảnh vệ tinh với liệu đồ, liệu thống kê thu thập Từ việc phân tích lớp phủ, tách đối tượng đường bờ Việc đánh giá biến động tiến hành sau phân loại chồng xếp đối tượng GIS Dựa vào bảng thống kê, đánh giá mức độ biến động đường bờ ảnh hưởng trình khai thác than Các liệu cần thiết cho đề tài thu thập từ nhiều nguồn thông qua tiếp xúc, trao đổi, tham gia hội nghị, hội thảo khoa học, tìm kiếm mạng Internet, thư viện, chuyến khảo sát thực địa Dữ liệu, trang thiết bị phần mềm Luận văn nghiên cứu sử dụng tư liệu sau: - Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 khu vực nghiên cứu - Tài liệu điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, liệu thống kê dân số diên tích - Bản đồ ranh giới mỏ, đồ trạng mỏ khu vực nghiên cứu - 77 - 30000 Sông hồ 25000 Rừng 20000 Biển 15000 Than 10000 Đất trống 5000 Dân cư DIỆN TÍCH 1991 DIỆN TÍCH 2010 Sơng hồ 2,125.08 1,160.28 Rừng 25,613.64 23,829.75 Biển 11,271.60 10,431.18 Than 2,799.36 5,145.12 Đất trống 1,855.53 1,716.75 Hình 3.14: Biểu đồ xu hướng biến động lớp phủ đất năm 1991 năm 2010 25000 20000 Sơng hồ 15000 Rừng Diện tích (ha) Biển 10000 Than Đất trống 5000 Đất trống Than Biển Rừng Sông hồ Dân cư Đất trống 1991 Than Biển Rừng Sơng hồ Dân cư Dân cư 2010 Hình 3.15: Biểu đồ biến động lớp phủ đất năm 1991-2010 - 78 -  Đánh giá chung tình hình biến động sử dụng đất khu vực Cẩm Phả - Quảng Ninh trình khai thác than Trên ảnh năm 1991 vùng khai thác than với lớp phủ bề mặt xác định than xen kẽ đất trống rừng Trên ảnh 2010 than với khu vực khai thác rộng lớn hơn, tăng 5% 2345.76 giai đoạn 1991- 2010 Ở Quảng Ninh tiếng với công nghiệp khai thác than Mỏ than Khe Chàm, Cao Sơn, Mông Dương, Cọc Sáu khai thác từ thời thuộc địa Những năm gần thêm nhiều mỏ công ty than thành lập khu vực Cẩm Phả như Công ty than Đèo Nai, công ty than Quảng Lợi, Khe Tam… nên sản lượng than khai thác liên tục tăng trưởng Khai thác than Mông Dương Khai thác than Khe Chàm I Hình 3.16: Một số hình ảnh khai thác than khu vực Cẩm Phả Có đến hàng chục đơn vị khai thác than tập trung địa bàn TX Cẩm Phả, đó, riêng phường Mơng Dương hội tụ "đại gia" ngành than Cao Sơn, Đèo Nai, Cọc Sáu, suất khai thác chiếm tới 70% tổng sản lượng Tập đồn Than – Khống sản Việt Nam (TKV), tương đương 20 triệu than nguyên khai/năm Để có chừng than, phải đào đất, bóc đá, đổ xỉ với khối lượng thấp gấp lần so với số than khai thác được, tức khoảng 100 triệu khối đất đá, xỉ thải năm Than, đất, đá trình khai thác, vận chuyển, sàng tuyển tập kết thành nhiều bãi, nhiều "núi" địa bàn Mông Dương phần - 79 - phường Cửa Ông Từ đây, bụi than, bụi đất đá, bụi đường, bụi hỗn hợp nhiều đến mức đủ để nhuộm xám hầu hết mái nhà, địa bàn phường Hình 3.17: Hình ảnh sau khai thác than Đất trống: Trong thời kỳ 1991- 2009 thay đổi khơng nhiều Diện tích đất trống cân trình đổ thải phát triển dân cư Dân cư: Diện tích sử dụng đất dân cư thời gian tăng 3% 1382.13ha Nguyên nhân biến động chủ yếu phát triển cơng nghiệp hóa, đại hóa vùng kèm theo phát triển dân cư Diện tích dân cư tăng phần từ đất rừng nơng nghiệp Ngồi cịn số đối tượng khác thành khu dân cư như: sông hồ bị lấp, biển bị lấn Q trình thị hóa vùng Cẩm Phả có xu hướng phát triển Biển Đơng Đây ngun nhân làm thu hẹp diện tích nước biển thời gian từ năm 1991 đến năm 2010 Mặc dù không ảnh hưởng trực tiếp đến việc thay đổi đới bờ, hoạt động khai thác than mặt góp phần làm thay đổi đường bờ vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh Chúng ta phân tích mối quan hệ tương quan yếu tố cụ thể mục sau Rừng: Trong giai đoạn từ năm 1991 đến 2010 đất rừng giảm đáng kể 1783.89ha Trong rừng chuyển đổi thành đất khai thác than năm 2010 lên tới 1418.49ha Nguyên nhân diện tích đất rừng giảm phần nạn khai thác rừng - 80 - bừa bãi, phần lớn hoạt động khai thác than ngày mở rộng vào đất rừng DIỆN TÍCH 1991 4% 9% 4% Sông hồ 6% Rừng Biển Than Đất trống 23% 54% Dân cư Hình 3.18: Hiện trạng sử dụng đất (%) năm 1991 DIỆN TÍCH 2010 12% 2% 4% Sông hồ Rừng 11% Biển Than 49% 22% Đất trống Dân cư Hình 3.19: Hiện trạng sử dụng đất (%) năm 2010 3.5.2.3 Đánh giá biến động lớp phủ đất Cẩm Phả hàm tương quan Sử dụng phần mềm SPSS ver 17.0 để đánh giá mối tương quan biến động lớp phủ dựa ma trận biến động bảng 3.7 ta kết sau: - 81 - Bảng Bảng hệ số tương quan biến động đối tượng năm 1991 – 2010 Sông hồ Rừng Biển Than Đất trống Dân cư -0.21 0.69 6.00 -0.20 0.70 6.00 -0.11 0.83 6.00 -0.46 0.35 6.00 -0.20 0.71 6.00 -0.21 0.69 6.00 -0.28 0.59 6.00 0.66 0.15 6.00 -0.11 0.84 6.00 1.00 -0.11 0.83 6.00 -0.18 0.73 6.00 -0.28 0.60 6.00 1.00 0.37 0.48 6.00 -0.49 0.32 6.00 -0.49 0.33 6.00 Sông hồ Pearson Correlation Sig (2-tailed) N 1.00 -0.21 0.69 6.00 1.00 Rừng Pearson Correlation Sig (2-tailed) N Biển Pearson Correlation Sig (2-tailed) N -0.20 0.70 6.00 -0.21 0.69 6.00 Than Pearson Correlation Sig (2-tailed) N -0.11 0.83 6.00 0.28 0.59 6.00 6.00 -0.11 0.83 6.00 Đất trống Pearson Correlation Sig (2-tailed) N -0.46 0.35 6.00 -0.66 0.15 6.00 -0.18 0.73 6.00 0.37 0.48 6.00 1.00 Dân cư Pearson Correlation Sig (2-tailed) N -0.20 0.71 6.00 -0.11 0.84 6.00 -0.28 0.60 6.00 -0.49 0.32 6.00 -0.49 0.33 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 1.00 6.00 Việc phân tích, đánh giá biến động dựa số liệu, biểu đồ dựa vào hệ số tương quan biến động Hệ số tương quan biến động đối tượng bảng Với biến có ba hàng: - Hàng thứ chứa hệ số tương quan (Pearson correlation) biến động đối tượng giai đoạn năm 1991-2010 - Hàng thứ hai chứa giá trị tiêu chuẩn bình phương phía (Significance 2-tailed) dùng để kiểm định tính khác hệ số tương quan tương ứng (nếu giá trị lớn mức ý nghĩa ngầm định 5% 1% ta phải kết luận hệ số tương quan hai biến khơng có mối quan hệ tuyến tính ngược lại hai biến có mối quan hệ tuyến tính) - Hàng thứ ba liệt kê số lượng phần tử mẫu N = dùng việc tính hệ số tương quan Ý nghĩa hệ số tương quan việc phân tích biến động: - 82 - - Hệ số tương quan cho biết độ mạnh mối tương quan tuyến tính hai biến số ngẫu nhiên - Hệ số tương quan Pearson tính cách chia hiệp phương sai (covariance) hai biến với tích độ lệch chuẩn (standard deviation) chúng - Các giá trị khác khoảng [-1,1] cho biết mức độ phụ thuộc tuyến tính biến Hệ số tương quan gần với -1 tương quan biến mạnh Hệ số tương quan khoảng (0,+1] gọi tương quan tính thuận (X↑, Y↑); khoảng [-1,0] gọi tương quan tuyến tính nghịch (X↑, Y↓) biến độc lập thống kê hệ số tương quan - Đánh giá chung tình hình biến động lớp phủ đất khu vực Cẩm Phả Đánh giá biến động sử dụng đất cho khu vực nghiên đánh giá theo diện tích biến động cường độ biến động Trên bảng 3.8, thấy rõ mối tương quan biến động Ví dụ, đất trống rừng có hệ số tương quan âm (-), điều chứng tỏ việc biến động diện tích rừng có mối tương quan nghịch với biến động biến động diện tích than Nghĩa là, diện tích than khai thác tăng tăng thi diện tích rừng bị giảm, ngược lại Hay ta so sánh mối tương quan biến động đất trống than, mối tương quan thuận Điều giải thích q trình khai thác than ngày diễn mạnh mẽ kéo theo đổ thải tràn lan thiếu quy hoạch, làm diện tích đất trống tăng lên Để có nhìn cụ thể cho mức độ biến động lớp phủ đất từ năm 1991 đến năm 2010, tác giả phân tích biến động đối tượng hai thời kỳ cho mỏ than khu vực Cẩm Phả - Quảng Ninh Trong phạm vi cho phép, tác giả sử dụng đồ ranh giới mỏ chồng xếp liệu để đưa thống kê cụ thể cho mỏ sau: - 83 - Bảng 3.9 Bảng thống kê biến động lớp phủ đất năm 1991 2010 cho mỏ (Đơn vị: ha) MỎ MỎ MỎ MỎ MỎ MỎ BIẾN TÂY NAM MỎ LỘ KHE KHE KHE BẮC ĐỘNG KHE KHE TRÍ CHÀM CHÀM CHÀM CỌC SIM SIM III I II SÁU TH-TH1 2.7 13.5 72 13.95 42.57 104.22 24.93 139.77 50.04 TH-DT1 2.07 5.04 24.21 5.4 16.92 16.38 36.36 15.21 DT-DT1 8.37 13.77 40.77 11.52 17.82 8.46 30.24 DC-DC1 30.51 104.22 289.26 50.58 74.07 45.18 R-R1 92.97 151.11 540.18 100.53 119.61 SH-DC1 2.43 6.93 3.6 1.35 SH-TH1 7.56 25.74 29.16 SH-SH1 0.99 1.62 219.24 49.32 3.24 118.17 4.68 38.34 DT-R1 3.42 DT-DC1 MỎ MỎ MỎ MỎ MỎ MỎ MỎ CỌC MÔNG CAO ĐÈO QUẢNG SÁU DƯƠNG SƠN NAI LỢI 23.13 398.7 114.75 160.92 322.56 88.74 3.78 11.07 37.98 13.05 7.56 15.93 17.46 18.72 8.19 7.29 21.78 21.96 6.57 4.41 7.92 129.69 167.04 92.16 214.56 91.08 134.28 79.92 58.41 125.28 154.71 247.5 79.2 45.09 207.27 19.62 220.23 8.73 20.79 40.5 14.85 1.98 5.94 5.58 6.39 20.43 1.17 2.25 0.18 1.62 1.71 15.84 34.02 10.71 26.37 35.73 34.92 57.87 43.47 9.09 25.02 12.6 28.89 0.18 2.07 1.8 4.14 2.07 12.78 15.48 8.37 1.44 4.23 3.42 6.66 R-TH1 56.52 33.39 256.23 23.31 37.8 61.83 20.25 86.67 19.17 34.47 20.97 13.59 49.68 R-DT1 11.61 16.02 58.77 3.96 4.86 35.82 10.53 11.97 11.88 38.7 1.26 12.96 0.81 R-DC1 5.4 7.38 2.79 3.6 0.09 30.06 23.4 3.51 0 4.77 7.02 56.7 3.24 14.22 10.35 0.36 2.61 3.87 81.99 1.89 23.4 3.33 2.61 7.2 1.71 5.13 21.6 2.43 6.57 7.38 0.27 1.17 3.42 23.31 1.71 12.06 0.36 1.8 2.97 B-B1 0 0 0.99 0.45 0 0.36 0.27 0.09 0 B-TH1 0 0 0.09 0 0 0 0 SH-DT1 0 0 0 0 10.71 13.86 0 0 1.89 NGÃ HAI NAM KHE TAM MỎ KHE TAM - 84 - 3.6 ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐỚI BỜ DO QUÁ TRÌNH KHAI THÁC THAN Ở QUẢNG NINH Mục 3.5 cho phép phân tích, đánh giá biến động chung khu vực Cẩm phả từ năm 1991 đến năm 2010 Dựa đồ trạng năm số liệu thống kê, đới bờ biển, đặc biệt đường bờ biển bị ảnh hưởng nghiêm trọng q trình khai thác than Nhằm phân tích cụ thể biến động trên, tác giả đưa phương án khảo sát điểm phạm vi đường bờ biển năm 1991 năm 2010 khu vực Cẩm Phả Quảng Ninh, mà tập trung vào nơi hoạt động khai thác than diễn thường xuyên Sơ đồ điểm khảo sát hình 3.20 Hình 3.20 Sơ đồ điểm khảo sát đới bờ năm 1991 - 2010 - 85 - Bảng 3.10 Thống kê điểm khảo sát biến động đới bờ từ năm 1991 đến năm 2010 STT KC (m) Cường độ(m/năm) STT KC (m) Cường độ(m/năm) STT KC (m) Cường độ(m/năm) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 452.03 223.22 361.34 456.11 354.72 388.31 632.82 755.76 256.42 -97.43 253.73 912.06 420.05 619.63 834.2 1090.16 685.44 780.21 307.48 149.15 210.53 322.36 297.74 463.24 447.87 495.54 420.29 670.82 649.82 770.12 775.71 812.66 689.1 621.13 488.74 327.62 89.07 54.7 109.12 195.95 352.83 354.44 386.16 23.79 11.75 19.02 24.01 18.67 20.44 33.31 39.78 13.50 -5.13 13.35 48.00 22.11 32.61 43.91 57.38 36.08 41.06 16.18 7.85 11.08 16.97 15.67 24.38 23.57 26.08 22.12 35.31 34.20 40.53 40.83 42.77 36.27 32.69 25.72 17.24 4.69 2.88 5.74 10.31 18.57 18.65 20.32 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 112.46 100.94 20.14 121.16 6.59 60.2 25.5 41.6 115.14 42.55 235.25 223.15 376.14 239.23 39.14 295.81 621.86 762.67 786.62 617.79 712.29 508.78 268.18 139.93 22.26 522.17 391.04 897.23 104.92 1151.84 992.293 924.94 1140.27 693.4 365.27 495.17 376.15 724.17 794.24 898.17 903.15 650.46 529.21 5.92 5.31 1.06 6.38 0.35 3.17 1.34 2.19 6.06 2.24 12.38 11.74 19.80 12.59 2.06 15.57 32.73 40.14 41.40 32.52 37.49 26.78 14.11 7.36 1.17 27.48 20.58 47.22 5.52 60.62 52.23 48.68 60.01 36.49 19.22 26.06 19.80 38.11 41.80 47.27 47.53 34.23 27.85 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 723.17 595.14 639.44 1029.12 978.15 538.92 457.15 224.33 395.5 703.54 733.34 705.24 729.82 414.2 220.44 73.26 73.48 341.23 452.69 612.92 692.41 661.56 549.65 741.47 222.95 110.74 126.02 21.17 8.24 101.43 84.72 116.88 157.04 112.5 211.23 242.12 318.42 162.26 60.31 -62.61 16.91 -42.62 60.69 38.06 31.32 33.65 54.16 51.48 28.36 24.06 11.81 20.82 37.03 38.60 37.12 38.41 21.80 11.60 3.86 3.87 17.96 23.83 32.26 36.44 34.82 28.93 39.02 11.73 5.83 6.63 1.11 0.43 5.34 4.46 6.15 8.27 5.92 11.12 12.74 16.76 8.54 3.17 -3.30 0.89 -2.24 3.19 - 86 Theo tài liệu [5], quy luật mở rộng không gian hình thái phát triển thị việc sử dụng viễn thám công cụ ưu việt Mối tương quan mở rộng không gian đất đô thị sản lượng than Quảng Ninh mối tương quan thuận, tương quan không gian tương quan khoảng cách mở rộng diện tích khu thị khu vực khai thác than Trong khơng dựa vào ảnh vệ tinh sau phân loại số liệu ma trận biến động khẳng định mối tương quan mở rộng không gian đô thị sản lượng khai thác than dựa định tính dựa sản lượng khai thác than tăng lên diện tích đất thị khu vực mở rộng thực tế Quy trình xây dựng mối quan hệ tương quan mở rộng không gian đô thị sản lượng khai thác than Cẩm Phả tóm tắt sau: Ảnh viễn thám thời điểm Ảnh phân loại thời điểm Xử lý phân tích ảnh vệ tinh Ảnh viễn thám thời điểm Sản lượng than Ảnh phân loại thời điểm Bản đồ biến động Số liệu thống kê diện tích đất d.cư biến động Xuất sang Arcgis để phân tích biến động Tính tương quan Hình 3.21: Quy trình xây dựng mối quan hệ tương quan mở rộng không gian đô thị sản lượng khai thác than Để tính tương quan sản lượng than mở rộng không gian đô thị Cẩm Phả - Quảng Ninh, nguyên nhân ảnh hưởng đến biến động đới bờ, - 87 thu thập số liệu thống kê diện tích đất, dân cư, sản lượng than số mỏ than khu vực Cẩm Phả giai đoạn khác Bảng 3.11 Sản lượng khai thác than số mỏ biến động rừng, sơng hồ q trình khai thác than Cẩm Phả - Quảng Ninh năm 1991 - 2010 TT (1) Đơn vị (2) Năm 1991 Năm 2010 (3) (4) (5) (6) 3,633,960 20.25 Rừng - Than 3,633,960 34.92 Sông hồ - Than 3,833,889 19.17 Rừng - Than 3,833,889 43.47 Sông hồ - Than 2,751,393 12.6 Rừng - Than 2,751,393 13.59 Sông hồ - Than 1,105,811 35.73 Rừng - Than 61.83 Sông hồ - Than 1,508,995 57.87 Rừng - Than 86.67 Sông hồ - Than 1,231,794 911,875 Đèo Nai Lộ thiên 1,030,810 Kh.Chàm I Lộ thiên 207,523 49,450 Hầm lò 303,870 1,056,361 M.Dương Ghi Cao Sơn Lộ thiên biến động Cọc Sáu Lộ thiên Diện tích Lộ thiên 195,589 253,835 Hầm lò 234,775 1,255,160 Vùng khai thác than, chế biến, tiêu thụ than có phạm vi lớn, trải dài từ Đơng Triều, ng Bí, Hồnh Bồ, Hạ Long Cẩm Phả Chỉ riêng khối doanh nghiệp thuộc TKV, sản lượng khai thác đẩy mạnh mức cao chưa thấy Lấy mốc năm 2005, TKV khai thác 33,12 triệu Nghĩa tăng 175% so với quy hoạch đến năm 2010 Để có sản lượng nhảy vọt, vượt công suất thiết kế, nhiều đơn vị chạy đua lộ thiên hoá quy hoạch ấn định khai thác theo cơng nghệ hầm lị Trong đó, cơng nghệ khai thác lộ thiên đánh giá gây tác hại - 88 lớn ô nhiễm môi trường, hạn chế độ sâu khai thác Đến thời điểm này, nhiều mỏ lộ thiên âm giới hạn cho phép -300m (so với mặt biển) tiếp tục khoan thăm dò khai thác, bất chấp tác hại cấu tạo địa chất, làm tiền đề cho thảm họa khác lở đất, nhiễm mặn biến đổi sinh thái Ngoài ra, việc đầu tư sở hạ tầng, điều kiện kỹ thuật không tương xứng với tốc độ khai thác tăng chóng mặt nên hậu để lại tác hại mơi trường, an tồn lao động khối khai thác than nguy cao Qua thống kê Bảng 3.11, thấy với mỏ than khai thác hầm lò lớn, diện tích sơng hồ bị thu hẹp nước thải thác than Bảng 3.10 cho thấy đường bờ thay đổi cách nhanh chóng năm trở lại Mặc dù khơng hồn tồn ngun nhân chính, song q trình khai thác than lại làm ảnh hưởng đến đới bờ nghiêm trọng trình đổ thải sau khai thác than Ngồi vấn đề làm biến đổi đới bờ diện tích, trình khai thác than Quảng Ninh cịn báo động vấn đề môi trường Với ngành công nghiệp khai thác, chế biến kinh doanh than mạnh chủ lực Quảng Ninh, song đôi với đó, cơng tác bảo vệ mơi trường cần đơn vị quan tâm đề cao Ngồi thực cơng trình bảo vệ mơi trường nạo vét xây kè suối, trồng cây, cải tạo cảnh quan môi trường bãi thải…, đơn vị ngành Than cần trang bị, nâng cấp thiết phụ xử lý môi trường công nghệ xử lý nước thải Có biện pháp giảm bụi nhiễm từ bãi thải, quy hoạch xây dựng hệ thống đường giao thông chuyên dụng đường tải ống thay cho vận chuyển ô tô Ngày kinh tế - xã hội ngày phát triển mơi trường trở thành vấn đề xã hội nóng bỏng tồn cầu, địi hỏi ý thức trách nhiệm bảo vệ môi trường không ngành, cấp, cá nhân mà vào toàn xã hội Tại Quảng Ninh với mục tiêu phấn đấu trở thành tỉnh công nghiệp theo hướng đại vào năm 2015 vấn đề xử lý chất thải, bảo vệ môi trường phải xem nhiệm vụ trọng tâm Và để thực nhiệm vụ trọng tâm đó, cần có chung tay từ nhiều phía - 89 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết nghiên cứu khẳng định rằng: Các nội dung đề cương đề cập nghiên cứu đầy đủ rút số kết luận kiến nghị sau đây: A Kết luận Qua kết nghiên cứu, học viên rút số kết luận sau: Quá trình phát triển khai thác mỏ khu vực Quảng Ninh nguyên nhân trực tiếp gián tiếp làm biến động thành phần tài nguyên -môi trường khu vực, có biến đổi đới bờ mối tương quan thuận khai thác than mở rộng diện tích khu thị Tác động trực tiếp hoạt động khai thác mỏ đới bờ tăng diện tích đới bờ Có nơi tăng tới 60.62m/năm Tác động gián tiếp hoạt động khai thác mỏ hình thành mở rộng hoạt động công nghiệp dịch vụ khu dân cư phát triển đội ngũ cán cơng nhân mỏ Q trình cơng nghiệp hóa dân số thị hóa dân số làm biến động đới bờ biển khu vực Quảng Ninh nhanh chóng phức tạp, đặc biệt khu vực Cẩm Phả Một số kết biến động đới bờ khu vực Quảng Ninh xác định, bao gồm: a Biến động diện tích đường bờ trình đo thị hóa: Đất dân cư ngày phát triển thời kỳ 1991 - 2010, tăng từ 9% lên 12% Tăng nhiều khu trung tâm Thị xã khu vực công nghiệp mỏ, khai thác than Diện tích đường bờ tăng 840ha, mà nguyên nhân hệ lụy q trình khai thác than b Diện tích rừng bụi giảm mạnh thời kỳ 1991-2010 c Diện tích khai thác Than tăng 5% Ứng dụng phương pháp tích hợp tư liệu viễn thám GIS cho phép xác định biến động tài nguyên đất cho hiệu cao với số liệu xác, khách quan, nhanh chóng phạm vi rộng - 90 B Kiến nghị Trong luận văn sử dụng tư liệu viễn thám Landsat với độ phân giải 30m mức độ chi tiết việc nghiên cứu bị hạn chế Để có mức độ chi tiết cần sử dụng tư liệu ảnh viễn thám có độ phân giải cao có nhiều kênh phổ Ảnh chụp thời điểm mùa khác gây nhiều khó khăn việc chiết tách xác định đối tượng Ảnh 1991 chụp vào mùa thu, ảnh 2009 chụp vào mùa xuân Vì vậy, việc thống tư liệu viễn thám để nghiên cứu tăng thêm độ xác cho kết nghiên cứu Tốc độ biến động diện tích đất ảnh hưởng trình khai thác mỏ ngày tăng điều cho thấy diện tích đường bờ cịn tăng mạnh tương lại Vì vậy, cần phải có đánh giá lợi ích lâu dài q trình khai thác mỏ để có giải pháp kịp thời, đảm bảo cho phát triển bền vững Việc nghiên cứu biến động lớp phủ đất, có đới bờ trình khai thác mỏ mặt trình nghiên cứu biến động lớp phủ khu vực Để quản lý tài nguồn tài nguyên cách khoa học cần phải có kết hợp nghiên cứu nhiều quan ban ngành - 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Thị Vân Anh, Nguyễn Thị Yên Giang, 2008 Bài giảng hệ thông tin địa lý, Trường ĐH Mỏ-Địa Chất [2] Nguyễn Tác An, 2003 Ơ nhiễm vùng ven bờ Khóa tập huấn quốc gia quản lý khu bảo tồn biển [3] Nguyễn Tác An, 2008 Quản lý tổng hợp đới ven bờ biển Việt Nam: mơ hình triển vọng Hội thảo Khoa học Kỷ niệm năm thành lập Khoa Kỹ thuật Biển [4] Phạm Văn Cự nnk, Nhập môn GIS, Hà Nội 2000 [5] Lê Thị Thu Hà, 2010, Ứng dụng viễn thám gis nhằm nghiên cứu mối tương quan mở rộng không gian đô thị sản lượng khai thác than Quảng Ninh Trường ĐH Mỏ - Địa chất [6] Nguyễn Mộng, 2006 Giáo trình: Quản lý tổng hợp vùng ven bờ Trường ĐH Khoa học, ĐH Huế [7] Võ Chí Mỹ, 1992, Khảo sát biến động môi trường ảnh hưởng q trình khai thác mỏ Tạp chí cơng nghiệp mỏ số 1/1992-HN [8] Võ Chí Mỹ, 2005, Khoa học môi trường, Bài giảng dành cho học viên cao học, Trường ĐH Mỏ-Địa Chất [9] Nguyễn Ngọc Thạch, Cơ sở viễn thám, Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Hà Nội [10] Hứa Chiến Thắng, 2008 Quản lý tổng hợp đới bờ, hướng tới phát triển bền vững Việt Nam [11] Đặc san Trung tâm Viễn thám-Bộ Tài nguyên Môi trường, Viễn thám Địa tin học, Số tháng 10-2006 ... LỤC MỞ ĐẦU Chương SỰ BIẾN ĐỘNG ĐỚI BỜ DO ẢNH HƯỞNG QUÁ TRÌNH 11 KHAI THÁC THAN KHU VỰC QUẢNG NINH 1.1 ĐỚI BỜ VÀ Ô NHIỄM ĐỚI BỜ 11 1.1.1 Đới bờ biển 11 1.1.2 Đặc tính vùng ven bờ 13 1.1.3 Các nguồn... dung nghiên cứu - Nghiên cứu phương pháp đánh giá biến động đới bờ ảnh vệ tinh đa thời gian - Nghiên cứu tương quan trình khai thác than biến đổi đới bờ - Xây dựng đồ biến động đới bờ Quảng Ninh. .. Chương NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI ĐỚI BỜ DO ẢNH HƯỞNG 59 CỦA QUÁ TRÌNH KHAI THÁC THAN KHU VỰC QUẢNG NINH 3.1 MƠ TẢ DỮ LIỆU 59 3.1.1 Mơ tả liệu viễn thám 59 3.1.2 Mô tả liệu khác 61 3.2 QUY TRÌNH NGHIÊN