Bài viết này nêu lên tình hình hiện nay tài nguyên thiên nhiên ở nước ta đang trên đà xuống dốc, các hệ thống sông, suối đang bị ô nhiễm nghiêm trọng đặc biệt là các khu đô thị lớn với sự xuất hiện của nhiều khu công nghiệp nặng làm cho môi trường sống ngày càng ô nhiễm. Đồng thời quá trình canh tác nông lâm nghiệp cũng gặp khó khăn do đất đai bị ô nhiễm, xói mòn, hàm lượng chất dinh dưỡng hạn chế. Mời các bạn cùng tham khảo!
Hội thảo Môi trường Phát triển bền vững, Vườn Quốc gia Côn Đảo, 18/06/2010 – 20/06/2010 Workshop on Environment and Sustainable Development, Con Dao National Park, 18th – 20th June 2010 ỨNG DỤNG MÃ NGUỒN MỞ TRONG ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG Vũ Minh Tuấn, Nguyễn Kim Lợi(1) Trần Trúc Phương, Nguyễn Nhật Huỳnh Mai(2) (1): Khoa Môi trường Tài nguyên, Đại học Nông Lâm Tp HCM (2): Sinh viên Khoa Môi trường & Tài nguyên, Đại học Nông Lâm Tp HCM Email: vuminhtuanqn@gmail.com, nguyenkimloi@gmail.com ĐT: 0837242521, 0837242522 ABSTRACT The development of Soil and Water Assessment Tool (SWAT) is a continuation of USDA Agricultural Research Service (ARS) modeling experience that spans a period of roughly 30 years The Soil and Water Assessment (SWAT) is a physically based continuous-event hydrologic model developed to predict the impact of land management practices on water, sediment, and agricultural chemical yields in large, complex watersheds with varying soils, land use, and management conditions over long periods of time The Integrated SWAT and MapWindown have been used in Environmental Impact Assessment ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện tài nguyên thiên nhiên nước ta đà xuống dốc, hệ thống sông, suối bị ô nhiễm nghiêm trọng đặc biệt khu đô thị lớn với xuất nhiều khu công nghiệp nặng làm cho môi trường sống ngày nhiễm Đồng thời q trình canh tác nơng lâm nghiệp gặp khó khăn đất đai bị nhiễm, xói mịn, hàm lượng chất dinh dưỡng hạn chế Chính việc đánh giá tác động mơi trường việc làm cần thiết Ngày với phát triển vũ bão hệ thống thông tin địa lý (GIS) xuất nhiều phần mềm, đặc biệt có số phần mềm chuyên dùng cho lĩnh vực môi trường Tuy nhiên phần mềm dành cho GIS môi trường điều phần mềm thương mại với giá cao nên không phù hợp với số quan Việt Nam Hiện có nhiều phần mềm GIS miễn phí phù hợp cho bạn sinh viên nghiên cứu lĩnh vực GIS Đặc biệt phần mềm MapWindow GIS công cụ MWSWAT dùng cho lĩnh vực nghiên cứu tác động môi trường hoàn hảo Ưu điểm phần mềm hồn tồn miễn phí, sử dụng đơn giản khơng phức tạp phần mềm thương mại khác Nhược điểm chúng lưu vực lớn việc phân tích liệu nhiều thời gian Ứng dụng mã nguồn mở Đánh giá tác động môi trường 66 Vũ Minh Tuấn, Nguyễn Kim Lợi, Trần Trúc Phương, Nguyễn Nhật Huỳnh Mai – Đại học Nông Lâm Tp HCM Hội thảo Môi trường Phát triển bền vững, Vườn Quốc gia Côn Đảo, 18/06/2010 – 20/06/2010 Workshop on Environment and Sustainable Development, Con Dao National Park, 18th – 20th June 2010 TỔNG QUAN VỀ MƠ HÌNH SWAT Giới thiệu mơ hình SWAT SWAT (Soil and Water Assessment Tool) công cụ đánh giá nước đất SWAT xây dựng tiến sĩ Jeff Arnold Trung tâm phục vụ nghiên cứu nông nghiệp (ARS Agricultural Research Service) thuộc Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA - United States Department of Agriculture ) Mơ hình xây dựng nhằm đánh giá dự đoán tác động thực tiễn quản lý đất đai tác động đến nguồn nước, lượng bùn, lượng hóa chất nơng nghiệp sinh lưu vực rộng lớn phức tạp với không ổn định yếu tố đất, sử dụng đất điều kiện quản lý thời gian dài Mơ hình tập hợp phép toán hồi quy để thể mối quan hệ giá trị thông số đầu vào thơng số đầu SWAT cho phép mơ hình hóa nhiều q trình vật lí lưu vực, lưu vực chia thành tiểu lưu vực, tiểu lưu vực chia thành đơn vị thủy văn (HRUs) – có đặc trưng riêng đất sử dụng đất Sự phân chia giúp người sử dụng áp dụng kết nghiên cứu vùng vào vùng khác chúng có tương đồng định MWSWAT (MapWindow Interface for Soil and Water Assessment Tool) Dự án WaterBase (George et.al [2006]) dự án Đại học Liên Hiệp Quốc – Viện Quốc tế Công nghệ Phần mềm - Macao (UNU) với mục tiêu dự án nhằm quản lý tổng hợp nguồn nước, đặc biệt dành cho nước phát triển, do: Phần mềm, nguồn tài liệu, liệu, tài liệu đào tạo miễn phí nguồn mở Nhóm cộng đồng người sử dụng phát triển: Google group MWSWAT viết tắt từ MapWindown Interface for Soil and Water Assessement Tool MWSWAT phần mềm mã nguồn mở, giúp đánh giá đất nước lưu vực thông qua thơng số địa hình, đất, loại hình sử dụng đất liệu thời tiết Thông qua công cụ giúp nhận kết bồi lắng lịng hồ, xói mịn, liệu NO3, N, P, lượng nước bề mặt, … Ứng dụng mã nguồn mở Đánh giá tác động môi trường 67 Vũ Minh Tuấn, Nguyễn Kim Lợi, Trần Trúc Phương, Nguyễn Nhật Huỳnh Mai – Đại học Nông Lâm Tp HCM Hội thảo Môi trường Phát triển bền vững, Vườn Quốc gia Côn Đảo, 18/06/2010 – 20/06/2010 Workshop on Environment and Sustainable Development, Con Dao National Park, 18th – 20th June 2010 Tiến trình 3.1 Dữ liệu DEM Xây dựng liệu DEM tạo lưu vực cần nghiên cứu Tại tiến trình tạo lưu vực, tiểu lưu vực, dòng chảy điểm xả cuối lưu vực Hình Ranh lưu vực tiểu lưu vực 3.2 Dữ liệu thủy văn Các liệu tạo thông số sử dụng đất, loại đất phân cấp độ dốc lưu vực để tính tốn thông số cho tiểu lưu vực cụ thể Hình Dữ liệu đầu vào giá trị HRU Khi chương trình tự động tính tốn giá trị độ cao, sử dụng đất, loại đất, độ dốc giá trị HRUs lưu vực tiểu lưu vực cụ thể Ứng dụng mã nguồn mở Đánh giá tác động môi trường 68 Vũ Minh Tuấn, Nguyễn Kim Lợi, Trần Trúc Phương, Nguyễn Nhật Huỳnh Mai – Đại học Nông Lâm Tp HCM Hội thảo Môi trường Phát triển bền vững, Vườn Quốc gia Côn Đảo, 18/06/2010 – 20/06/2010 Workshop on Environment and Sustainable Development, Con Dao National Park, 18th – 20th June 2010 Hình Các giá trị độ cao, loại đất, độ dốc, loại hình sử dụng đất 3.3 Dữ liệu thời tiết Dữ liệu thời tiết bao gồm thành phần: Trạm đo - Lượng mưa + tuyết rơi - Nhiệt độ hơng khí - Độ ẩm khơng khí tương đối - Năng lượng xạ mặt trời - Tốc độ gió Trong đó, ba thành phần bắt buộc sử dụng mơ hình MWSWAT là: trạm đo, lượng mưa, nhiệt độ Cịn ba thành phần cịn lại tùy chọn có khơng phụ thuộc vào điều kiện thu thập số liệu Dựa vào liệu này, tính tốn giá trị hàng ngày, hàng tháng hàng năm giá trị xói mòn, NO3, N, P, bồi lắng lòng hồ, … Khi viết liệu vào, ta thay đổi thông tin chúng giá trị phù hợp khu vực nghiên cứu Ứng dụng mã nguồn mở Đánh giá tác động môi trường 69 Vũ Minh Tuấn, Nguyễn Kim Lợi, Trần Trúc Phương, Nguyễn Nhật Huỳnh Mai – Đại học Nông Lâm Tp HCM Hội thảo Môi trường Phát triển bền vững, Vườn Quốc gia Côn Đảo, 18/06/2010 – 20/06/2010 Workshop on Environment and Sustainable Development, Con Dao National Park, 18th – 20th June 2010 Hình Dữ liệu thời tiết Để viết kết ta sử dụng phần SWAT Editor để điều chỉnh thông số phù hợp trước viết kết SWAT Editor cho phép người sử dụng điều chỉnh thông số tương ứng cho khu vực nghiên cứu Về nguyên tắt, chạy liệu mặt định ta cho kết chúng ta thay đổi thơng tin loại đất, loại hình sử dụng đất, địa hình… Muốn điều chỉnh ta kích chọn Edit File để điều chỉnh chạy lại kết (hình minh họa SWAT Editor) Hình Điều chỉnh liệu SWAT Editor Ứng dụng mã nguồn mở Đánh giá tác động môi trường 70 Vũ Minh Tuấn, Nguyễn Kim Lợi, Trần Trúc Phương, Nguyễn Nhật Huỳnh Mai – Đại học Nông Lâm Tp HCM Hội thảo Môi trường Phát triển bền vững, Vườn Quốc gia Côn Đảo, 18/06/2010 – 20/06/2010 Workshop on Environment and Sustainable Development, Con Dao National Park, 18th – 20th June 2010 DỮ LIỆU ĐẤU RA CỦA MƠ HÌNH MWSWAT Bộ liệu đầu MWSWAT cung cấp nhiều thông số: tổng trữ lượng nước toàn lưu vực, tổng khối lượng NO3 (vào/ra), tổng khối lượng P (vào/ra), lưu lượng dòng vào/ra, tổng khối lượng đất bồi lắng (vào/ra)… Bảng Kết số môi trường nước Thông qua bảng ta xác định lượng mưa (PREC –mm), lượng nước chưa bão hòa (LATQ – mm), lượng nước ngầm (GWQ – mm), lượng nước toàn lưu vực nghiên cứu (WATER YIELD), lượng bồi lắng hay đất (SED– mm), lượng NO3 bề mặt (NO3 SURQ), lượng NO3 tầng chưa bão hòa (NO3 LATQ), lượng NO3 thảm thực vật (NO3 CROP), lượng N tổng, lượng P hữu Ngồi xác định thông số môi trường theo tiểu lưu vực, dựa vào đơn vị HRU, nhánh sông tiêu lượng nước bề mặt, giá trị N,P, NO3, xói mịn Bảng Kết theo đơn vị thủy văn (HRUs) Bảng Kết theo nhánh sông Ứng dụng mã nguồn mở Đánh giá tác động môi trường 71 Vũ Minh Tuấn, Nguyễn Kim Lợi, Trần Trúc Phương, Nguyễn Nhật Huỳnh Mai – Đại học Nông Lâm Tp HCM Hội thảo Môi trường Phát triển bền vững, Vườn Quốc gia Côn Đảo, 18/06/2010 – 20/06/2010 Workshop on Environment and Sustainable Development, Con Dao National Park, 18th – 20th June 2010 Bảng Kết theo tiểu lưu vực KẾT LUẬN Thông qua phần mềm MapWindow GIS MWSWAT ta đánh giá thơng số xói mịn, NO3, N, P, lượng nước bốc tiềm thực tế, tổng lượng nước, … lưu vực nói chung tiểu lưu vực nói riêng theo thời gian Ngồi MWSWAT cịn cho phép đánh giá thông số dựa vào loại hình sử dụng đất, thơng qua ta xác định loại hình sử dụng đất ảnh hưởng đến mơi trường nhiều từ đưa phương án quy hoạch sử dụng đất cụ thể TÀI LIỆU THAM KHẢO George, C 2008 SWAT Output Plotting and Graphing Tools (SWATPlot and SWATGraph), UN University Leon, L F 2009 MapWindow Interface for SWAT (MWSWAT) Trần Trúc Phương, 2009 Ứng dụng công nghệ GIS mô hình MWSWAT đánh giá chất lượng nước huyện Di Linh – tỉnh Lâm Đồng – thượng nguồn lưu vực sông Đồng Nai Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành môi trường, Trường Đại học Nông Lâm TPHCM 89 trang Ứng dụng mã nguồn mở Đánh giá tác động môi trường 72 Vũ Minh Tuấn, Nguyễn Kim Lợi, Trần Trúc Phương, Nguyễn Nhật Huỳnh Mai – Đại học Nông Lâm Tp HCM ... Ứng dụng mã nguồn mở Đánh giá tác động môi trường 67 Vũ Minh Tuấn, Nguyễn Kim Lợi, Trần Trúc Phương, Nguyễn Nhật Huỳnh Mai – Đại học Nông Lâm Tp HCM Hội thảo Môi trường Phát triển... Ứng dụng mã nguồn mở Đánh giá tác động môi trường 70 Vũ Minh Tuấn, Nguyễn Kim Lợi, Trần Trúc Phương, Nguyễn Nhật Huỳnh Mai – Đại học Nông Lâm Tp HCM Hội thảo Môi trường Phát triển... Ứng dụng mã nguồn mở Đánh giá tác động môi trường 71 Vũ Minh Tuấn, Nguyễn Kim Lợi, Trần Trúc Phương, Nguyễn Nhật Huỳnh Mai – Đại học Nông Lâm Tp HCM Hội thảo Môi trường Phát triển