Luận văn thạc sĩ ứng dụng công nghệ GIS để xây dựng cơ sở dữ liệu quản lý các nguồn nước thải trên địa bàn thành phố hải dương tỉnh hải dương

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… ix DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BðKH : Biến ñổi khí hậu BTNMT : Bộ Tài Nguyên và Môi trường BVTV : Bảo vệ thực vật

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

Hà Nội – 2012

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

Người hướng dẫn khoa học : PGS TS HỒ THỊ LAM TRÀ

Mã ngành : 60.80.52

Hà Nội – 2012

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… i

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành chểểng trình cao hểc và luển văn, trểểc hểt tôi xin chân thành cểm ển đển các Thểy, Cô trong khoa Tài nguyên và Môi trểểng, Viển đào tểo sau đểi hểc – Trểểng Đểi hểc Nông nghiểp Hà Nểi Trong suểt quá trình hểc tểp, tôi đã nhển đểểc sể hểểng dển, giúp để nhiểt tình, cũng nhể nhểng kiển thểc cểa các Thểy, Cô

Đểc biểt, tôi xin đểểc gểi lểi cểm ển chân thành tểi PGS TS Hể Thể Lam Trà, Cô giáo đã trểc tiểp giểng dểy, hểểng dển và tểo mểi điểu kiển để tôi có thể hoàn thành bển luển văn đểt kểt quể tểt nhểt

Đểng thểi, tôi xin đểểc gểi lểi cểm ển đển các Anh, Chể và Ban lãnh đểo Sể Tài nguyên và Môi trểểng tểnh Hểi Dểểng, Trung tâm quan trểc môi trểểng tểnh Hểi Dểểng, Cểc thểng kê tểnh Hểi Dểểng, Chi cểc Bểo vể môi trểểng, Phòng Kiểm soát ô nhiểm môi trểểng,… Các cể quan, đển vể đã cung cểp thông tin, sể liểu để tôi hoàn thành bển luển văn này

Cuểi cùng, tôi gểi lểi cểm ển đển tểt cể bển bè, gia đình và cể quan công tác đã đểng viên, giúp để và tểo mểi điểu kiển vể mểi mểt, để tôi có thể hoàn thành tểt chểểng trình hểc, cũng nhể nểi dung bển luển văn

Xin chân thành cảm ản!

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… ii

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan:

ðây là công trình nghiên cứu của tôi, chưa ñược công bố trên bất kỳ tài liệu, tạp chí, cũng như một hội thảo nào Các số liệu sử dụng ñã ñược trích dẫn Những kết quả trình bày trong luận văn hoàn toàn trung thực

Hà Nội, ngày 20 tháng 09 năm 2012

Người thực hiện

Hoàng Khai Dũng

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ iii

MỤC LỤC PHẦN I MỞ đẦU 1

1.1 đặt vấn ựề xi

1.2 Mục ựắch và yêu cầu của nghiên cứu xii

1.2.1 Mục ựắch của nghiên cứu xii

1.2.2 Yêu cầu của nghiên cứu xii

PHẦN II TỔNG QUAN xiii

2.1 Cơ sở khoa học thống kê, phân loại và ựánh giá nguồn thải xiii

2.1.1 Thống kê và phân loại nguồn thải xiii

2.1.2 đánh giá nguồn thải xiv

2.2 Quản lý nguồn thải trên thế giới và ở Việt Nam xv

2.2.1 Quản lý nguồn thải trên thế giới xv

2.2.2 Quản lý nguồn thải ở Việt Nam xvi

2.3 Xây dựng cơ sở dữ liệu môi trường ở Việt Nam xx

2.3.1 Quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu môi trường xx

2.3.2 Hiện trạng cơ sở dữ liệu môi trường xxi

2.4 Ứng dụng công nghệ GIS trong lĩnh vực môi trường xxiii

2.4.1 Hệ thống thông tin ựịa lý môi trường và cơ sở khoa học công nghệ GIS xxiii

2.4.1.1 Hệ thống thông tin ựịa lý môi trường xxiii

2.4.1.2 Cơ sở khoa học công nghệ GIS xxiii

2.4.2 Sự cần thiết việc xây dựng cơ sở dữ liệu ựịa lý môi trường xxvi

2.4.3 Ứng dụng công nghệ GIS trong lĩnh vực môi trường xxviii

2.4.3.1 Ứng dụng GIS trên thế giới xxviii

2.4.3.2 Ứng dụng GIS tại Việt Nam xxx

2.4.4 Giới thiệu phần mềm ArcGIS xxxii

2.4.4.1 Các ứng dụng chắnh của phần mềm ArcGIS xxxii

2.4.4.2 Các ựịnh dạng, mô hình dữ liệu trong phần mềm ArcGIS xxxiii

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… iv

2.4.5 Tổng hợp những nghiên cứu ñã thực hiện và vấn ñề mới ñặt ra xxxiv

PHẦN III NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU xxxv

3.1 Nội dung nghiên cứu xxxv

3.2 Phương pháp nghiên cứu xxxv

3.2.1 Phương pháp thu thập số liệu xxxv

3.2.2 Phương pháp ñiều tra thực ñịa xxxvi

3.2.3 Phương pháp kiểm kê nguồn nước thải xxxviii

3.2.4 Phương pháp lấy mẫu và phân tích xxxviii

3.2.5 Phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu 42

3.2.5.1 Phương pháp xây dựng dữ liệu ñịa lý 42

3.2.5.2 Phương pháp mã hóa thông tin 42

3.2.5.3 Phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu nguồn nước thải 43

3.2.5.4 Phương pháp truy xuất thông tin từ cơ sở dữ liệu 44

3.2.5.5 Phương pháp thành lập bản ñồ 45

PHẦN VI KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 47

4.1 Tổng quan ñiều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu 47

4.1.1 Vị trí ñịa lý, ñịa hình, ñịa mạo 47

4.1.2 ðặc ñiểm khí hậu và thuỷ văn 47

4.1.3 Tài nguyên thiên nhiên 50

4.1.4 ðặc ñiểm kinh tế - xã hội 50

4.2 Thống kê và phân loại các nguồn nước thải 52

4.2.1 Nguồn nước thải từ các khu, cụm công nghiệp 52

4.2.2 Nguồn nước thải từ làng nghề 54

4.2.3 Nguồn nước thải từ cơ sở sản xuất kinh doanh 55

4.2.4 Nguồn nước thải từ cơ sở y tế 59

4.2.5 Nguồn nước thải từ khu tập trung dân cư 60

4.2.6 Nguồn nước thải từ bãi rác 61

4.2.7 Nguồn nước thải từ kho xăng dầu 62

4.2.8 Nguồn nước thải từ các trang trại chăn nuôi và nuôi trồng thuỷ sản 62

4.2.9 Áp lực từ lượng nước thải 63

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… v

4.3 Hiện trạng các nguồn nước thải 64

4.3.1 Hiện trạng các nguồn nước thải 64

4.3.2 Áp lực từ thải lượng ô nhiễm 75

4.4 Quản lý các nguồn nước thải bằng công nghệ ArcGIS 76

4.4.1 Xây dựng cơ sở dữ liệu nguồn nước thải 76

4.4.1.1 Chuẩn hóa cơ sở dữ liệu 76

4.4.1.2 Tích hợp cơ sở dữ liệu 79

4.4.2 Cơ sở dữ liệu nguồn nước thải 86

4.4.3 Truy xuất các thông tin từ cơ sở dữ liệu nguồn nước thải 88

4.4.3.1 Ứng dụng cung cấp thông tin 88

4.4.3.2 Ứng dụng ñể giám sát và cảnh báo ô nhiễm 93

4.4.3.3 Ứng dụng thành lập bản ñồ môi trường 95

4.4.4 Phát triển cơ sở dữ liệu nguồn nước thải 101

PHẦN V KẾT LUẬN 103

5.1 Kết luận 103

5.1 Kiến nghị 104

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… vi

DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Nội dung cần thu thập xxxvi

Bảng 3.2 Các nguồn nước thải cần ñiều tra xxxvii

Bảng 3.3 Các thông số quan trắc nước thải xxxviii

Bảng 3.4 Số lượng mẫu nước thải xxxix

Bảng 3.5 Quy ñịnh mã cho các nguồn nước thải 43

Bảng 4.1 Một số hồ chính trong nội thành 50

Bảng 4.2 Nguồn nước thải từ KCCN 52

Bảng 4.3 Nguồn nước thải từ hoạt ñộng làng nghề 54

Bảng 4.4 Nguồn nước thải từ CSSX kinh doanh 55

Bảng 4.5 Nguồn nước thải từ cơ sở y tế 59

Bảng 4.6 Kết quả phân tích nước thải KCCN 64

Bảng 4.7 Kết quả phân tích nước thải làng nghề 66

Bảng 4.8 Kết quả phân tích nước thải CSSX chế biến thực phẩm 67

Bảng 4.9 Kết quả phân tích nước thải CSSX may mặc, giày dép 68

Bảng 4.10 Kết quả phân tích nước thải CSSX giấy và bột giấy 69

Bảng 4.11 Kết quả phân tích nước thải CSSX in ấn 69

Bảng 4.12 Kết quả phân tích nước thải CSSX khác 70

Bảng 4.13 Kết quả phân tích nước thải cơ sở y tế 71

Bảng 4.14 Kết quả phân tích nước thải bãi rác 73

Bảng 4.15 Kết quả phân tích nước thải sinh hoạt 74

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… vii

DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Sơ ñồ cấu trúc hệ thống thông tin ñịa lý môi trường cấp tỉnh xxxii

Hình 3.1 Sơ ñồ vị trí lấy mẫu nước thải 41

Hình 3.2 Cách thức truy xuất thông tin từ CSDL 45

Hình 4.1 Diễn biến nhiệt ñộ trung bình năm 48

Hình 4.2 ðộ ẩm trung bình tháng trong giai ñoạn 1995-2011 48

Hình 4.3 Diễn biến lượng mưa trung bình năm 49

Hình 4.4 Sự gia tăng dân số trên ñịa bàn 61

Hình 4.5 Gia tăng các nguồn nước thải trang trại chăn nuôi và nuôi trồng 63

Hình 4.6 Tỷ lệ lượng nước thải của các nhóm nguồn nước thải ñiều tra 64

Hình 4.7 Tỷ lệ ñóng góp tổng thải lượng BOD5 và COD của các nhóm nguồn nước thải ñiều tra 76

Hình 4.8 Mã hoá dữ liệu các thông tin nguồn nước thải 79

Hình 4.9 Quy trình tích hợp dữ liệu nền ñịa lý 80

Hình 4.10 Quy trình tích hợp dữ liệu ðKTN, KT-XH 81

Hình 4.11 Quy trình tích hợp dữ liệu không gian các nguồn nước thải 81

Hình 4.12 Quy trình tích hợp dữ liệu nguồn nước thải 82

Hình 4.13 Tích hợp dữ liệu vào CSDL nguồn nước thải 83

Hình 4.14 Liên kết dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian 84

Hình 4.15 Tích hợp ảnh vào CSDL nguồn nước thải 84

Hình 4.16 Quy trình tích hợp dữ liệu quan trắc 85

Hình 4.17 Cơ sở dữ liệu nguồn nước thải 87

Hình 4.18 Kho dữ liệu nguồn nước thải 88

Hình 4.19 Ứng dụng cung cấp thông tin 89

Hình 4.20 Hiển thị các thông tin về ðKTN 90

Hình 4.21 Hiển thị các thông tin về KT - XH 90

Hình 4.22 Hiển thị thông tin nguồn nước thải KCCN, cơ sở Y tế 92

Hình 4.23 Hiển thị ñường thải, ñiểm thải 92

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… viii

Hình 4.24 Cập nhật dữ liệu nguồn nước thải y tế 92

Hình 4.25 Giám sát nguồn nước thải trực tiếp qua camera 94

Hình 4.26 Quan trắc tự ñộng chất lượng nguồn nước thải 94

Hình 4.27 Bản ñồ phân bố nguồn nước mặt 97

Hình 4.28 Bản ñồ phân bố nguồn nước thải và ñường thải 98

Hình 4.29 Bản ñồ ñường thải và ñiểm thải 99

Hình 4.30 Bản ñồ phân vùng chất lượng nước mặt 100

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… ix

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BðKH : Biến ñổi khí hậu BTNMT : Bộ Tài Nguyên và Môi trường BVTV : Bảo vệ thực vật

CCN : Cụm công nghiệp CLMT : Chất lượng môi trường CNH-HðH : Công nghiệp hóa - hiện ñại hóa

CP : Cổ phần CSDL : Cơ sở dữ liệu CSHT : Cơ sở hạ tầng CSSX : Cơ sở sản xuất DBMS : Database Management System ðKTN : ðiều kiện tự nhiên

EPA : Environmental Protection Authority ESRI : Economic and Social Research Institute GDP : Gross Domestic Product

GIS : Geographic Information System GSMT : Giám sát môi trường

KCCN : Khu, cụm công nghiệp KCN : Khu công nghiệp

KT - XH : Kinh tế và xã hội LVS : Lưu vực sông NDL : Nhóm dữ liệu

Qð - TTg : Quyết ñịnh của Thủ tướng QCVN : Quy chuẩn Việt Nam QTHT : Quản trị hệ thống QTMT : Quan trắc môi trường TNHH : Trách nhiệm hữu hạn UBND : Uỷ ban nhân dân VBPL : Văn bản pháp luật VSDI : Valencia Summer Dance Institute

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… x

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… xi

PHẦN I MỞ ðẦU

1.1 ðặt vấn ñề

Thành phố Hải Dương là trung tâm phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Hải Dương Quá trình công nghiệp hoá - hiện ñại hoá trên ñịa bàn ñã có những bước phát triển không ngừng, chất lượng cuộc sống người dân ngày một ñược nâng cao Nhưng, ñi ñôi với quá trình phát triển kinh tế - xã hội thì chất lượng môi trường nước trên ñịa bàn ñang bị ảnh hưởng nghiêm trọng Các con sông, hồ, kênh, mương trên ñịa bàn chịu những tác ñộng mạnh mẽ từ hoạt ñộng phát triển kinh tế - xã hội Sự ra ñời và phát triển nhanh chóng của các khu, cụm công nghiệp, hoạt ñộng sản xuất tiểu thủ công nghiệp của các làng nghề, cơ sở sản xuất kinh doanh, cơ sở y tế, bãi rác, khu vực tập trung dân cư… chính là các nguồn phát sinh nước thải gây ô nhiễm nguồn nước

Trên ñịa bàn, các nguồn nước thải phân bố không tập trung, ñến nay vẫn chưa có tài liệu nào thống kê ñầy ñủ vị trí, tính chất, ñặc ñiểm và mức ñộ tác ñộng ñến môi trường nước Các nguồn nước thải gây ô nhiễm không chỉ khác nhau về ñặc tính xả thải (nguồn ñiểm hay nguồn diện), mà còn khác nhau về loại, vị trí, quy mô, mức ñộ ô nhiễm và ñặc ñiểm của nguồn tiếp nhận Các số liệu về các nguồn nước thải nằm rải rác, trùng lặp ở các phòng ban và các dự án

ñã gây khó khăn cho công tác quản lý các nguồn nước thải

Quản lý các nguồn nước thải là một yêu cầu cấp thiết trong công tác quản

lý môi trường, ñặc biệt công tác quản lý chất lượng nước Trong ñó, quản lý một cách tổng hợp, thống nhất các nguồn nước thải, ñồng thời hướng tới mục ñích phát triển các công nghệ và kỹ thuật thích hợp ñể xử lý các ñối tượng nguồn nước thải Ứng dụng công nghệ GIS ñể quản lý các nguồn nước thải không chỉ thuần tuý lưu trữ số liệu, mà còn là mô hình có chức năng tập hợp, ñồng bộ, cập nhật, xử lý, thể hiện số liệu về nguồn nước thải Nhằm xây dựng một cơ sở dữ liệu về các nguồn nước thải và truy xuất các thông tin thoả mãn các yêu cầu ña dạng của người sử dụng

Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn ñó, chúng tôi tiến hành thực hiện nghiên

cứu: “Ứng dụng công nghệ GIS ñể xây dựng cơ sở dữ liệu quản lý các nguồn

nước thải trên ñịa bàn thành phố Hải Dương, tỉnh Hải Dương”

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ xii

1.2 Mục ựắch và yêu cầu của nghiên cứu

1.2.1 Mục ựắch của nghiên cứu

+ Xác ựịnh, thống kê và phân loại các nguồn nước thải trên ựịa bàn thành phố Hải Dương;

+ đánh giá chất lượng các nguồn nước thải;

+ Quản lý các nguồn nước thải bằng công nghệ GIS

1.2.2 Yêu cầu của nghiên cứu

+ Các số liệu ựiều tra, thu thập phải chắnh xác và ựáng tin cậy;

+ Nguồn nước thải phải mang tắnh ựại diện (ựang trực tiếp hoặc có tiềm năng gây ô nhiễm môi trường);

+ Các thông số quan trắc phải phản ánh ựược chất lượng nguồn nước thải,

là cơ sở ựể giải thắch, phát hiện nguyên nhân dẫn tới làm ô nhiễm môi trường đồng thời, phải dựa trên khả năng thực hiện của các phương tiện kỹ thuật và chi phắ;

+ Các số liệu phân tắch nguồn nước thải phải ựảm bảo về ựộ chắnh xác, sai

số cho phép, tắnh ựặc trưng, thống nhất của số liệu và khả năng theo dõi liên tục theo thời gian;

+ Xây dựng cơ sở dữ liệu (CSDL) không gian, dữ liệu thuộc tắnh các nguồn nước thải, ựảm bảo tắnh ựồng bộ, chuẩn hoá, cập nhật và có khả năng truy xuất các thông tin một cách dễ dàng

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… xiii

PHẦN II TỔNG QUAN

2.1 Cơ sở khoa học thống kê, phân loại và ñánh giá nguồn thải

Các nguồn thải gây ô nhiễm không chỉ khác nhau về ñặc tính xả thải (nguồn ñiểm hay nguồn diện), mà còn khác nhau về loại, mức ñộ ô nhiễm, về vị trí và quy mô nguồn thải, về ñặc ñiểm nguồn tiếp nhận… Do vậy, phân loại và ñánh giá nguồn thải cần phải dựa trên một cơ sở khoa học và phù hợp với ñiều kiện thức tế

2.1.1 Thống kê và phân loại nguồn thải

Thống kê nguồn thải là quá trình xây dựng một danh mục ñầy ñủ về các yêu tố gây ô nhiễm môi trường và thải lượng ước tính của các nguồn thải trên

một không gian cụ thể trong một khoảng thời gian xác ñịnh [7]

Phân loại nguồn thải nhằm xác ñịnh và sắp xếp một cách có hệ thống

những nhóm ñối tượng nguồn thải và cách phân bố của các nguồn thải [18] ðây

chính là cơ sở ñể xác ñịnh nhóm ñối tượng nguồn thải nào cần phải ưu tiên quản

lý và kiểm soát ô nhiễm

Có nhiều cách phân loại nguồn thải, tùy thuộc vào mục tiêu người của nghiên cứu, thống kê có các tiêu chí khác nhau ñể tiến hành việc phân loại và

mạng lại ý nghĩa khác nhau [18] Trong ñó, hệ thống các tiêu chí phân loại

nguồn thải ảnh hưởng tới nguồn nước bao gồm:

+ Phân loại theo ranh giới một ñối tượng môi trường: Nhằm ñánh giá khả năng tiếp nhận chất thải, khả năng tự làm sạch của ñối tượng môi trường tiếp nhân;

+ Phân loại theo ranh giới khu vực: Nhằm ñánh giá mức ñộ phát thải các chất ô nhiễm vào môi trường của từng khu vực (khu vực hành chính ñịa phương);

+ Phân loại theo ñặc tính xả thải: Nhằm phát triển các chiến lược thích hợp ñể ngăn ngừa và kiểm soát ô nhiễm;

+ Phân loại theo nhóm ñối tượng nguồn thải: Nhằm phát triển các công nghệ xử lý các nhóm ñối tượng nguồn thải tượng ứng;

+ Phân loại theo ngành nghề hoạt ñộng: Nhằm phát triển các công nghệ,

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ xiv

kỹ thuật thắch hợp ựể xử lý chất ô nhiễm của từng ngành nghề hoạt ựộng;

+ Phân loại theo quy mô xả thải chất thải: Nhằm xác ựịnh các nhóm nguồn thải cần kiểm soát và xử lý ô nhiễm;

+ Phân loại theo mức ựộ ô nhiễm: Nhằm xác ựịnh các ưu tiên ựể kiểm soát và xử lý triệt ựể nguồn thải ô nhiễm;

+ Phân loại theo thành phần kinh tế: Nhằm ựánh giá ảnh hưởng của các thành phần kinh tế ựến môi trường;

+ Phân loại theo thực tiễn quản lý ô nhiễm: Nhằm ựánh giá những nỗ lực giảm thiều ô nhiễm phát sinh từ nguồn thải, ựánh giá mức ựộ thực thi luật môi trường

2.1.2 đánh giá nguồn thải

đánh giá nguồn thải nhằm xác ựịnh khả năng gây ô nhiễm, mức ựộ ô nhiễm, kiểu tác ựộng và quy mô tác ựộng của các ựối tượng nguồn thải ựối với

một khu vực [18] đây chắnh là cơ sở cần thiết ựể xây dựng các mô hình, phép

tắnh toán ựánh giá khả năng chịu tải của môi trường

để ựánh giá nguồn thải một cách khoa học và khách quan khi một nguồn

thải ựó tác ựộng tới môi trường, thường dựa trên cơ sở [18]:

+ Loại và chất ô nhiễm: Cơ sở này sẽ quyết ựịnh mức ựộ và khả năng gây

ô nhiễm nhiều hay ắt, mạnh hay yếu và lớn hay nhỏ tới môi trường Có những loại nguồn thải tuy có khối lượng hoặc lưu lượng lớn nhưng không chứa các chất ô nhiễm hay nguy hại thì khả năng gây ô nhiễm tới môi trường rất hạn chế Ngược lại, có những nguồn ô nhiễm có khối lượng hoặc lưu lượng nhỏ nhưng chứa chất ô nhiễm, nguy hại thì khả năng tác ựộng tới môi trường lớn;

+ Nồng ựộ, khối lượng các chất ô nhiễm: để ựánh giá hoặc xác ựịnh mức

ựộ gây ô nhiễm của bất kỳ một ựối trượng nguồn thải nào, thông thường xem xét, ựối sánh về nồng ựộ, khối lượng của các chất ô nhiễm với môi trường nền tự nhiên, hoặc các giới hạn quy ựịnh Ngày nay, các nước trên thế giới ựều tiến hành ban hành một giới hạn nhất ựịnh ựể làm cơ sở ựối sánh, ở Việt Nam ban hành các bộ tiêu chuẩn, quy chẩn quốc gia, hệ thống các chuẩn môi trườngẦ Thông thường phân ựịnh mức ựộ ô nhiễm theo cấp bậc như: Ô nhiễm; ô nhiễm mạnh; ô nhiễm rất mạnh Thực tế, sự biến ựổi các chất trong môi trường rất

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… xv

phức tạp (có những chất biến thiên hàm lượng lớn, ngược lại thì có những chất biến thiên trong một giới hạn rất hẹp;

+ Mức ñộ nguy hại của các chất ô nhiễm: Mỗi chất ô nhiễm ñều có một khoảng tác ñộng tới môi trường khác nhau ðối với ñánh giá nguồn thải cần phải tính toán tới mức ñộ nguy hại của chất ô nhiễm khi thải ra môi trường;

+ ðặc ñiểm nguồn tiếp nhận: Các thành phần môi trường ñều có khả năng

tự làm sạch nhất ñịnh Quá trình tự làm sạch chính là các quá trình vật lý, hóa học, sinh học phức tạp Vì vậy, ñánh giá mức ñộ ô nhiễm của nguồn thải cần phải xem xét tới ñặc ñiểm hiện trạng của nguồn tiếp nhận;

+ Phạm vi tác ñộng của nguồn thải: Xem xét ñánh giá khả năng, hướng lan truyền mở rộng hay phạm vị và quy mô có thể gây ô nhiễm môi trường phát sinh từ các nguồn thải

Thông thường ñể ñánh giá nguồn thải thông qua các tính chất lý, hóa và sinh học ñặc trưng thể hiện qua các thông số và chỉ số môi trường

2.2 Quản lý nguồn thải trên thế giới và ở Việt Nam

2.2.1 Quản lý nguồn thải trên thế giới

a, Khu vực châu Âu

Tại khu vực châu Âu, ban quan lý chất thải của Uỷ ban Môi trường châu

Âu ñược thành lập từ năm 1970 Theo báo cáo của Uỷ ban môi trường châu Âu năm 2006, lượng chất thải phát sinh khu vực châu Âu khoảng 3 tỷ tấn và phân

bố tập trung ở 39 khu vực phát triển kinh tế [38]

Cũng theo báo cáo trên, việc xử lý lượng chất thải phát sinh trung bình năm tiêu tốn 0,75% GDP của khu vực châu Âu Trong lượng chất thải phát sinh thì có 30% chất thải công nghiệp và 50% lượng chất thải công nghiệp này ñược tái chế Hoạt ñộng công nghiệp và xây dựng phát sinh ra lượng chất thải lớn nhất chiếm 33%, từ hoạt ñộng khai thác chế biến khoáng sản 25%, từ hoạt ñộng sản xuất của các nhà máy 13%, từ hoạt ñộng sinh hoạt của con người chiếm 8%

[38]

b, Tại Trung Quốc

Trong năm 2008, theo báo cáo Uỷ ban môi trường Trung Quốc, tổng lượng COD phát sinh 13.207 triệu tấn, giảm 4,42 % so với tổng lượng COD năm

2007 Tổng lượng SO2 phát sinh 23.212 triệu tấn, giảm 5,95% so với năm 2007

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ xvi

Tổng lượng nước thải 27,2 tỷ tấn, tăng 2,7% so với năm 2007, tổng lượng nitơ

1,27 triệu tấn Tiến hành kiểm tra 4.661 nguồn ô nhiễm thì có 845 nguồn gây ô

nhiễm nặng, cần phải xử lý triệt ựể [39]

c, Khu vực đông Nam Á

Theo báo cáo của Hiệp hội môi trường đông Nam Á:

Tại Indonesia, trong 33 con sông do Uỷ ban Môi trường Quốc gia tiến hành quan trắc thì có tới 17 con sông bị ô nhiễm, nguyên nhân do các nguồn thải công nghiệp Tại Malaysia, hầu hết các lưu vực sông (LVS) bị ô nhiễm trực tiếp

từ các nguồn thải công nghiệp và nông nghiệp Tại Philippines, có tới 79% các con sông bị ô nhiễm chất hữu cơ, 81% các con sông có hàm lượng DO thấp,

ựiều này do ảnh hưởng từ các nguồn thải công nghiệp [42]

Năm 2007, theo báo cáo Hiệp hội, lượng chất thải ựô thị của Philippines 12,15 triệu tấn, Thailand 6,64 triệu tấn Năm 2008, lượng chất thải ựô thị tại Indonesia 11,4 triệu tấn, tại Myanmar 0,71 triệu tấn, tại Singapore 5,97 triệu tấn

[42]

Tổng lượng chất thải công nghiệp khu vực gia tăng liên tục qua các năm Năm 2008, tại Thailand, Singapore và Malaysia tổng lượng chất thải công

nghiệp 44,1 triệu tấn [42]

2.2.2 Quản lý nguồn thải ở Việt Nam

a, Công tác kiểm kê nguồn thải ở Việt Nam

Kiểm kê nguồn thải là một công cụ hỗ trợ cho việc lập, thực hiện và ựánh giá quy hoạch quản lý môi trường, ựặc biệt là môi trường nước trên một quy mô xác ựịnh Kiểm kê nguồn thải có thể thúc ựẩy việc tuân thủ quy ựịnh về môi trường và xác ựịnh các hoạt ựộng cần ưu tiên, ựưa ra các quyết ựịnh ựúng ựắn và xác ựịnh cơ hội giảm thiểu chất thải và sản xuất sạch hơn

Ở Việt Nam, việc kiểm kê nguồn thải ựã ựược thực hiện: Quyết ựịnh của Thủ tướng Chắnh phủ số 64/2003/Qđ-TTg, ngày 22/4/2003 và quyết ựịnh của Thủ tướng Chắnh phủ số 328/2005/Qđ-TTg, ngày 12/12/2005, theo quyết ựịnh

ựã ựưa ra danh sách các cơ sở gây ô nhiễm môi trường

Bộ Tài nguyên và Môi trường ựã ban hành Thông tư số BTNMT và Thông tư số 04/2012/TT-BTNMT là căn cứ phân loại, tiêu chắ phân loại cơ sở gây ô nhiễm môi trường Các ựịa phương tiến hành kiểm kê các nguồn

07/2007/TT-Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ xvii

thải và lập lên danh mục cơ sở gây ô nhiễm môi trường

Ngày 21/10/2010 Thủ tướng Chắnh phủ ra Quyết ựịnh số 1946/Qđ-TTg, trong ựó liệt kê các nguồn thải tồn dư hoá chất BVTV gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, ựặc biệt nghiêm trọng và gây ô nhiễm môi trường

Việc kiểm kê các nguồn thải trên các LVS chắnh cũng ựược Bộ Tài nguyên và Môi trường, Tổng Cục Môi trường, Cục Tài nguyên Nước, Cục Quản

lý chất thải và ựược sự hỗ trợ của tổ chức JICA của Nhật Bản phối hợp cùng tiến

hành trên LVS Cầu, Nhuệ-đáy, đồng Nai [8][10][11][13]

b, Quản lý nguồn thải ở Việt Nam

Ở Việt Nam, năm 2005 Thủ tướng Chắnh phủ ựã phê duyệt kế hoạch quốc gia kiểm soát ô nhiễm môi trường ựến năm 2010 Với mục tiêu kiểm soát ựược

cơ bản tình hình ô nhiễm, tăng cường năng lực kiểm soát ô nhiễm, thể chế hóa

và thực thi các ựiều ước quốc tế [2]

Trong năm 2012, Tổng cục Môi trường thực hiện việc kiểm tra những cơ

sở gây ô nhiễm nghiêm trọng và tập trung thanh tra ựối với các ựơn vị nhập khẩu phế liệu tại 4 tỉnh, thành phố; bảo vệ môi trường (BVMT) ựối với những dự án,

cơ sở sản xuất (CSSX), kinh doanh, dịch vụ, khu công nghiệp (KCN), cụm công nghiệp (CCN), các cơ sở nuôi trồng và chế biến thủy sản, các cơ sở hành nghề quản lý chất thải nguy hại tại 18 tỉnh, thành phố

Cục Quản lý Tài nguyên Nước kiểm tra tình hình khai thác, sử dụng nước

ở 6 tỉnh; xả thải vào nguồn nước của một số ựơn vị sản xuất kinh doanh trên ựịa bàn 4 tỉnh; thanh tra theo quyết ựịnh ựã ựược Thủ tướng Chắnh phủ phê duyệt về việc thực hiện quy trình vận hành liên hồ chứa

* Kiểm soát ô nhiễm ựối với những cơ sở gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng:

Triển khai thực hiện kế hoạch xử lý triệt ựể các cơ sở gây ô nhiễm nghiêm trọng theo Quyết ựịnh số 64/2003/Qđ-TTg của Thủ tướng Chắnh phủ ựến năm

2011 Trong ựó, có tổng số 439 cơ sở gây ô nhiễm nghiêm trọng phải hoàn thành việc xử lý ô nhiễm triệt ựể Giai ựoạn 1, có 338 cơ sở không còn gây ô nhiễm nghiêm trọng (77%) và còn lại 101 cơ sở ựang triển khai xử lý ô nhiễm triệt ựể (23%) đến năm 2010, Bộ Quốc phòng và 42 tỉnh thành phố ựã phê duyệt kế hoạch xử lý các cơ sở gây ô nhiễm nghiêm trọng trong giai ựoạn 2, với tổng số

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ xviii

cơ sở cần xử lý 541 cơ sở (có 132 cơ sở ựã hoàn thành các biện pháp xử lý ô nhiễm) Tắnh ựến ựầu năm 2011, tỷ lệ số cơ sở ựang triển khai xử lý ô nhiễm triệt ựể chiếm 23%; số cơ sở ựã hoàn thành xử lý ô nhiễm triệt ựể chiếm 27%; số

cơ sở cơ bản hoàn thành nhưng ựang hoàn thiện hồ sơ chiếm 50% [2]

Bên cạnh ựó, nhiều ựịa phương ựã tiến hành xử lý các cơ sở gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng khác như: Tại thành phố Hồ Chắ Minh ựã phê duyệt kế hoạch di dời 1.402 CSSX kinh doanh (ựã hoàn thành 1.261 cơ sở); tại Hà Nội ựã phê duyệt kế hoạch di dời gần 400 cơ sở gây ô nhiễm môi trường ra khỏi khu

vực nội thành [2]

Thủ tướng Chắnh phủ ựã phê duyệt kế hoạch xử lý, phòng ngừa ô nhiễm

do hóa chất BVTV tồn lưu gây ra trên phạm vi cả nước, trong ựó ựặt mục tiêu ựến năm 2025 hoàn thành việc xử lý, cải tạo và phục hồi môi trường tại các khu vực bị ô nhiễm do hóa chất BVTV tồn lưu và các kho lưu giữ hóa chất BVTV

tồn lưu trên ựịa bàn toàn quốc [2]

* Kiểm soát ô nhiễm nước tại các LVS

đối với kiểm soát nước thải xả vào nguồn nước, việc xin và cấp phép xả nước thải ựã có quy ựịnh Tuy nhiên, cho ựến nay, số lượng giấy phép này còn rất ắt so với số lượng các ựối tượng phải xin cấp phép Các ựịa phương ựang tiếp tục xử lý triệt ựể các CSSX gây ô nhiễm nghiêm trọng tại 3 LVS: Cầu, Nhuệ -

đáy, đồng Nai [2]

* Kiểm soát, quản lý chất thải rắn, chất ô nhiễm hữu cơ khó phân huỷ Hoạt ựộng quản lý chất thải rắn ựã ựược Bộ Xây dựng ựẩy mạnh với những hỗ trợ, hướng dẫn của các ựịa phương xây dựng quy hoạch quản lý chất thải rắn quy mô cấp tỉnh Quy hoạch khu xử lý chất thải rắn 3 vùng kinh tế trọng ựiểm Bắc bộ, miền Trung, miền Nam ựã ựược Thủ tướng Chắnh phủ phê duyệt vào tháng 10/2008

Thực hiện công ước quốc tế Stockholm về các ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy đến nay, các hoạt ựộng nhằm hoàn thiện hệ thống thể chế, chắnh sách quản

lý các chât ô hiễm hữu cơ khó phân hủy Bên cạnh ựó kiểm soát khắ thải từ các phượng tiện giao thông ựang ựược chú trọng

Công tác kiểm soát ô nhiễm tại nhiều ựịa phương ựã ựược triển khai Công tác ựánh giá, cảnh báo và dự báo nguy cơ sự cố môi trường, ựiều tra thông

kê các nguồn thải ựã ựược tiến hành [2]

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… xix

c, Thống kê các nguồn thải ở Việt Nam

Theo các báo cáo hiện trạng môi trường Quốc gia, tổng hợp các nguồn thải chính ở Việt Nam bao gồm:

+ Nguồn thải từ hoạt ñộng KCCN;

Tính ñến năm 2010, cả nước có 249 KCN do Thủ tướng Chính phủ ra quyết ñịnh thành lập với tổng diện tích ñất KCN 63.173 ha, với tỷ lệ lấp diện tích ñất KCN ñã vận hành ñạt tỷ lệ 48% ðến năm 2009, tổng số CCN trên ñịa bàn cả nước 1.685 CCN với tổng diện tích trên 76.100 ha, trong ñó có 700 CCN

ñi vào hoạt ñộng [2]

ðến năm tháng 12/2010, tỷ lệ các cơ sở gây ô nhiễm nghiêm trọng thuộc KCCN chưa ñược xử lý 25%, tỷ lệ các KCN, khu chế suất chưa xây dựng hệ

thống xử lý nước thải tập trung ñạt tiêu chuẩn môi trường chiếm 40% [2]

+ Nguồn thải từ hoạt ñộng làng nghề;

Tính ñến năm 2010, cả nước có 2.100 làng nghề, hoạt ñộng sản xuất tiểu

thủ công nghiệp với các quy mô, công nghệ sản xuất khác nhau [2]

+ Nguồn thải từ các CSSX kinh doanh;

Tính ñến hết năm 2010, cả nước có 248.842 doanh nghiệp sản xuất kinh doanh Trong ñó, số doanh nghiệp trong lĩnh vực sản xuất nông lâm nghiệp, thuỷ sản 8.749 cơ sở; khai khoáng 2.521 cơ sở; công nghiệp chế biến, chế tạo 44.015

cơ sở [33]

+ Nguồn thải từ các khu dân cư tập trung;

Khu tập trung dân cư chủ yếu ở các ñô thị lớn nhỏ Tính ñến tháng 9/2009, cả nước có 754 ñô thị lớn nhỏ (trong ñó, có 54 thành phố trực thuộc

tỉnh, 47 quận, 43 thị xã, 624 thị trấn [33]), tỷ lệ dân số ñô thị năm 2010 chiếm 29% tổng dân số [2] Dân số năm 2010 cả nước 86.927.700 người, với mật ñộ

263 người/km2 [33]

+ Nguồn thải từ các bãi rác;

Ở Việt Nam, có 91 bãi rác (ña số bãi rác lộ thiên, 17 bãi rác chôn lấp hợp

vệ sinh thuộc 12/63 tỉnh thành phố) Trong ñó, có 49 bãi rác ñược xếp vào các

cơ sở gây ô nhiễm nghiêm trọng (hiện nay, mới có 17 bãi rác ñã hoàn thành xử

lý ô nhiễm triệt ñể; 9 bãi rác ñang tiến hành xử lý; còn 26 bãi rác vẫn chưa có

biện pháp xử lý triệt ñể, vẫn ñang làm ô nhiễm môi trường nghiêm trọng) [2]

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… xx

+ Nguồn thải từ hoạt ñộng sản xuất nông nghiệp;

Sản lượng và năng xuất cây trồng từ hoạt ñộng nông nghiệp không ngừng tăng lên, kéo theo nhu cầu sử dụng phân bón và thuốc hóa chất BVTV tăng Tính ñến năm 2008, lượng phân bón vô cơ sử dụng ở Việt Nam: N là 1357,5 nghìn tấn; P2O5 là 551,2 nghìn tấn; K2O là 516,5 nghìn tấn; NPK là 179,7 nghìn tấn; N+P2O5+K2O là 2.425,2 nghìn tấn Trong ñó, hiệu suất sử dụng phân ñạm ñạt 30÷45%, lân từ 40÷45%, kali từ 40÷50% tùy theo chất lượng ñất, giống cây trồng, thời vụ, phương pháp bón phân… Như vậy, lượng ñạm còn lại tính tương ñương với 1,8 triệu tấn urê, lượng lân tương ñương với 2 triệu tấn supe lân và lượng kali tương ñương 340 nghìn tấn KCl ñược bón vào ñất nhưng chưa ñược cây trồng sử dụng Ước tính ñến năm 2007, có trên 300 loại thuốc hóa học

BVTV ñang ñược sử dụng với khối lượng lên ñến trên 75 nghìn tấn/năm [2]

+ Nguồn thải từ các trang trại tập trung chăn nuôi gia súc, gia cầm và nuôi trồng thuỷ hải sản;

Hoạt ñộng chăn nuôi gia súc gia cầm phát triển mạnh với 23.558 trang trại

chăn nuôi tập trung và 37.142 trang trại hoạt ñộng nuôi trồng thuỷ sản [33]

+ Nguồn thải từ hoạt ñộng y tế;

Tính ñến năm 2010, cả nước có 12.667 cơ sở y tế (trong ñó có 966 bệnh viện; 609 phòng khám ña khoa khu vực; 33 bệnh viện ñiều dưỡng và phục hồi

chức năng; 11.028 trạm y tế) Với tổng số 246.300 giường bệnh [33]

+ Nguồn thải từ các ñiểm tồn dư hóa chất BVTV

Theo Quyết ñịnh số 1946/2010/Qð-TTg số cơ sở tôn dư hoá chất BVTV gây ô nhiễm nghiêm trọng và ñặc biệt nghiêm trọng là 240 cơ sở; 95 cơ sở gây ô nhiễm môi trường phân bố trên một số tỉnh, thành phố

2.3 Xây dựng cơ sở dữ liệu môi trường ở Việt Nam

2.3.1 Quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu môi trường

Ở Việt Nam, Trung tâm Thông tin và Tư liệu môi trường thuộc Tổng cục Môi trường ñược thành lập và hoạt ñộng trên lĩnh vực liên quan ñến các lĩnh vực xây dựng, tích hợp, xử lý, quản lý, lưu trữ, thống kê, bảo quản, khai thác, phát triển CSDL, tư liệu và hệ thống thông tin môi trường quốc gia

Năm 2005, Bộ Tài nguyên và Môi trường ñã phê duyệt dự án xây dựng một CSDL tích hợp bao gồm các dữ liệu của các ngành thuộc lĩnh vực tài

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… xxi

nguyên và môi trường: "CSDL tích hợp tài nguyên môi trường Quốc gia”

CSDL này bao gồm [1 2]:

+ Hệ thống quản lý siêu dữ liệu;

+ Hệ thống quản lý danh mục dữ liệu;

+ Hệ thống hỗ trợ truy cập và khai thác;

+ Hệ thống phục vụ hiển thị, trình bày dữ liệu;

+ Hệ thống cung cấp các dịch vụ khác (an ninh bảo mật, quản lý truy cập, thương mại ñiện tử, quản trị hệ thống…);

+ Xây dựng CSDL tài nguyên môi trường các lĩnh vực

CSDL tích hợp tài nguyên và môi trường Quốc gia ñược tổ chức theo mô hình dữ liệu không gian hướng các ñối tượng của hệ thống thông tin ñịa lý (GIS), các dữ liệu ñược tích hợp trên nền thành phần cơ bản là hạ tầng thông tin ñịa lý (VSDI) Các chức năng cơ bản của hệ thống cập nhật thông tin, quản lý, phân tích, trình bày và phân phối thông tin tài nguyên và môi trường [5]

Ở Việt Nam, quy trình xây dựng CSDL môi trường ñã ñược ban hành bao

gồm các bước sau [4]:

+ Thu thập thông tin dữ liệu;

+ Phân tích nội dung dữ liệu;

+ Thiết kế mô hình CSDL;

+ Xây dựng danh mục và nhập siêu dữ liệu;

+ Chuẩn hoá và chuyển ñổi dữ liệu;

2.3.2 Hiện trạng cơ sở dữ liệu môi trường

Ngành môi trường có phạm vi quản lý rộng lớn, do vậy các thông tin, dữ liệu của ngành rất, ña dạng Do vậy, quản lý, sử dụng và việc chia sẻ thông tin gặp rất nhiều khó ðể khắc phục tình trạng này, Bộ Tài nguyên và Môi trường

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… xxii

ñã giao Cục Công nghệ Thông tin xây dựng CSDL tích hợp môi trường Theo

ñó, các thông tin, dữ liệu của môi trường sẽ ñược thu thập, quản lý chung thống nhất phục vụ công tác quản lý

Các thông tin, dữ liệu của ngành môi trường hiện ñang ñược lưu trữ, quản

lý Tuy nhiên, CSDL tích hợp môi trường do Cục công nghệ thông tin quản lý vẫn chưa ñược hoàn toàn ñầy ñủ các thông tin có liên quan ñến lĩnh vực môi trường Lĩnh vực môi trường, các thông tin trong CSDL tích hợp môi trường

chia ra thành 2 nhóm thông tin, dữ liệu chủ yếu [3]:

+ Hiện trạng môi trường (từ các hoạt ñộng ñiều tra cơ bản, thống kê, kiểm

kê và nghiên cứu khoa học)

+ Hệ thống các văn bản quy phạm pháp luật (hiện ñang ñược hệ thống hoá

ở các cơ quan, ñơn vị khác nhau theo các tiêu chí, cách thức khác nhau) Các thông tin, dữ liệu liên quan ñến lĩnh vực môi trường hiện ñang ñược lưu trữ, quản lý rải rác ở nhiều Bộ, Ngành khác nhau Hiện nay, Tổng cục ñã xây dựng ñược một hệ CSDL môi trường bao gồm nhiều CSDL khác nhau, nhằm cung cấp thông tin cho các cấp quản lý và cộng ñồng Ngoài các CSDL mang tính thông tin chung như: Văn bản pháp quy môi trường; tin tức, sự kiện; công nghệ; dự án, các CSDL chuyên môn bao gồm:

+ CSDL an toàn hoá chất: Quản lý và lưu trữ thông tin có liên quan ñến các hoá chất ñộc hại phục vụ nhu cầu tìm kiếm và tra cứu thông tin;

+ CSDL sách ñỏ Việt Nam: Cung cấp thông tin liên quan ñến các loài ñộng thực vật có nguy cơ bị tuyệt chủng;

+ CSDL chỉ tiêu thống kê môi trường: Số liệu về 316 chỉ tiêu thống kê môi trường thuộc 17 chuyên ñề của bộ chỉ tiêu thống kê môi trường Việt Nam;

+ Thiết lập và ứng dụng chuẩn CSDL GIS môi trường Việt Nam (1999); xây dựng CSDL GIS về rừng ngập mặn của Việt Nam từ 1990 ñến 1995 (1997); CSDL GIS cho một số tỉnh thành phố, KCN và vùng trọng ñiểm phía Nam; CSDL về hệ thống các khu bảo tồn thiên nhiên của Việt Nam; các CSDL GIS về tài nguyên thiên nhiên và môi trường cho gần 40 tỉnh và 7 ngành

Các thông tin môi trường bao gồm gồm:

+ Trạm quan trắc môi trường;

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… xxiii

+ Hiện trạng rừng;

+ Các khu bảo tồn ñất ngập nước, biển;

+ Sự cố môi trường;

+ Các khu vực nhạy cảm môi trường;

+ Các cơ sở gây ô nhiễm môi trường;

+ Tình trạng ô nhiễm môi trường…

Dữ liệu thông tin môi trường rất ña dạng, xây dựng, thu thập và xác ñịnh nội dung, chuẩn hoá, tổng hợp ñể xây dựng danh mục dữ liệu, tích hợp vào CSDL chiến lược, chính sách tài nguyên và môi trường Trong ñó, chú trọng ñến các dữ liệu với ñịnh hướng GIS

2.4 Ứng dụng công nghệ GIS trong lĩnh vực môi trường

2.4.1 Hệ thống thông tin ñịa lý môi trường và cơ sở khoa học công nghệ GIS

2.4.1.1 Hệ thống thông tin ñịa lý môi trường

Vấn ñề môi trường ngày càng ña dạng, phức tạp, ñòi hỏi phải ứng dụng các hệ thống thông tin Dựa trên tính thực tiễn, nhiều nước trên thế giới ñã sớm nghiên cứu, xây dựng hệ thống thông tin môi trường

Hệ thống thông tin ñịa lý môi trường là một hệ thống tích hợp dữ liệu ñịa

lý với nhiều loại thông tin dữ liệu môi trường, với khả năng cung cấp thông tin

dữ liệu thuận tiện, ña dạng, khả năng phân tích dữ liệu hiệu quả phong phú, từ

ñó ñáp ứng các yêu cầu của công tác quản lý môi trường Hệ thống thông tin ñịa

lý môi trường hoạt ñộng dựa trên máy tính ñể lưu trữ, quản lý, phân tích các

thông tin môi trường và các dữ liệu liên quan [19]

Thành phần cốt lõi của hệ thống thông tin ñịa lý môi trường là một CSDL không gian ñược cấu trúc chặt chẽ và dễ truy xuất Trong ñó, chứa ñựng các thông tin phân bố không gian cùng với các thông tin thuộc tính liên quan tới môi trường

Hệ thống thông tin ñịa lý môi trường ñược xây dựng và hình thành dựa trên nguyên lý module Các module ñược xây dựng ñộc lập nhưng có thể tích hợp với nhau

2.4.1.2 Cơ sở khoa học công nghệ GIS

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… xxiv

Việc tạo ra một công nghệ mới có khả năng kết nối các dữ liệu có bản chất khác nhau luôn ñược ñặt ra vào cuối thế kỷ 20 và một công nghệ liên kết dữ liệu rất hiệu quả ra ñời ñó hệ thống thông tin ñịa lý GIS Công nghệ GIS ngày càng phát triển trên nền tảng tiến bộ công nghệ máy tính, ñồ họa máy tính, phân tích dữ liệu không gian và quản lý dữ liệu

Theo ESRI: GIS là một tập hợp có tổ chức bao gồm phần cứng, phần mềm máy tính, dữ liệu ñịa lý và con người ðược thiết kế nhằm mục ñích nắm bắt, lưu trữ, cập nhật, ñiều khiển, phân tích và kết xuất tất cả những dạng thông tin liên quan ñến vị trí ñịa lý

* Các thành phần của GIS bao gồm [14]:

+ Phần cứng: Phần cứng bao gồm các thiết bị mà người sử dụng có thể thao tác với các chức năng GIS (máy tính, các thiết vị ngoại vi…)

+ Phần mềm: Phần mềm GIS cung cấp các chức năng và các công cụ cần thiết ñể lưu trữ, phân tích và hiển thị thông tin ñịa lý

+ Dữ liệu: Có thể coi thành phần quan trọng nhất trong một hệ GIS là dữ liệu Các dữ liệu ñịa lý và dữ liệu thuộc tính liên quan CSDL Hệ GIS sẽ kết hợp

dữ liệu không gian với các nguồn dữ liệu khác, thậm chí có thể sử dụng hệ quản trị CSDL (DBMS) ñể tổ chức lưu trữ và quản lý dữ liệu

+ Con người: Công nghệ GIS sẽ bị hạn chế nếu không có con người tham gia quản lý hệ thống và phát triển những ứng dụng GIS trong thực tế Người sử dụng GIS có thể những chuyên gia kỹ thuật, người thiết kế và duy trì hệ thống, hoặc những người dùng GIS ñể giải quyết các vấn ñề trong công việc

+ Phương pháp, kỹ thuật và các thao tác ñược sử dụng ñể nhập, quản lý, phân tích và thể hiện các dữ liệu và ñảm bảo chất lượng

* Dữ liệu GIS

Dữ liệu GIS bao gồm hai thành phần: Dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính Dữ liệu không gian ñược biểu diễn dưới dạng ñồ hoạ nhằm thể hiện vị trí, hình dạng, kích thước của ñối tượng hoặc sự kiện từ thế giới thực một cách trực quan Trong khi ñó, dữ liệu thuộc tính ñược biểu diễn dưới dạng bảng hoặc ma trận ñể mô tả các thuộc tính bên trong của các ñối tượng Hai thành phần dữ liệu này ñược liên kết chặt chẽ với nhau và có thể khai thác thông tin chéo thông qua

các truy vấn trực tiếp hoặc gián tiếp theo không gian hoặc theo thuộc tính [21]

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… xxv

* Mô hình tổ chức CSDL GIS

Cùng với sự phát triển của hệ thống thông tin ñịa lý (GIS) ñã có nhiều mô hình tổ chức dữ liệu ñịa lý khác nhau từ mô hình CSDL dạng ñịa lý dạng file ñến mô hình CSDL ñịa lý quan hệ và mô hình CSDL ñịa lý hướng môi trường

Mô hình CSDL ñịa lý dạng file sử dụng hai cơ chế khác nhau ñể tổ chức

dữ liệu ñịa lý Dữ liệu không gian thường ñược tổ chức theo ñơn vị lớp thông tin (layer) trong những file dữ liệu riêng rẽ Dữ liệu phi không gian (dữ liệu thuộc tính) thường ñược tổ chức trong các bảng dữ liệu trong một CSDL quan hệ Hiện nay, hầu hết các giải pháp hệ thông tin ñịa lý thương mại ñều hỗ trợ dạng

tổ chức dữ liệu như: ðịnh dạng shape file, coverage của ESRI, ñịnh dạng tab, map của MapInfo,

Mô hình tổ chức CSDL ñịa lý dạng quan hệ các lớp thông tin ñịa lý (bao gồm cả dữ liệu không gian và phi không gian) sẽ ñược tổ chức trong một hoặc nhiều bảng dữ liệu trong một CSDL quan hệ và ñược quản trị bởi một hệ quản trị CSDL (DBMS) Hiện nay, hầu hết các giải pháp thông tin ñịa lý thương mại ñều hỗ trợ mô hình CSDL ñịa lý dạng này như: Mô hình Geodatabase của ESRI,

mô hình Spatiaware của MapInfo,

* Chức năng cơ bản GIS

+ Nhập dữ liệu: Trước khi dữ liệu ñịa lý có thể ñược dùng cho GIS, dữ liệu này phải ñược chuyển sang dạng số thích hợp

+ Thao tác dữ liệu: Công nghệ GIS cung cấp nhiều công cụ cho các thao tác trên CSDL GIS

+ Quản lý dữ liệu: Dữ liệu có thể lưu các thông tin ñịa lý dưới dạng các file ñơn giản Sử dụng hệ quản trị CSDL DBMS ñể giúp cho việc lưu trữ, tổ chức và quản lý thông tin Một DBMS chỉ ñơn giản là một phần mềm quản lý CSDL Có nhiều cấu trúc DBMS khác nhau, trong cấu trúc quan hệ, dữ liệu ñược lưu trữ ở dạng các bảng Các trường thuộc tính chung trong các bảng khác nhau ñược dùng ñể liên kết các bảng này với nhau

+ Truy vấn và phân tích: GIS cung cấp cả khả năng truy vấn và các công

cụ phân tích tinh vi ñể cung cấp thông tin cho những người quản lý và phân tích Các hệ GIS hiện ñại có nhiều công cụ phân tích hiệu quả

+ Hiển thị và kết xuất dữ liệu: Với nhiều thao tác trên dữ liệu ñịa lý, kết quả cuối cùng ñược hiển thị tốt nhất dưới dạng bản ñồ hoặc biểu ñồ Bản ñồ khá

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… xxvi

hiệu quả trong lưu trữ và trao ñổi thông tin ñịa lý Bản ñồ hiển thị có thể ñược kết hợp với các bản báo cáo, hình ảnh ba chiều, ảnh chụp và những dữ liệu khác

2.4.2 Sự cần thiết việc xây dựng cơ sở dữ liệu ñịa lý môi trường

Quản lý môi trường gắn với ra quyết ñịnh ñang ngày càng phức Công tác BVMT sẽ không hiệu quả nếu như chúng ta thiếu hiểu biết về trạng thái của môi trường, những thay ñổi có thể xảy ra của môi trường và các hậu quả mà các hoạt ñộng phát triển có thể gây ra cho môi trường ðể có quyết ñịnh ñúng ñắn, cần cung

cấp kịp thời, ñầy ñủ nhất những dữ liệu và thông tin môi trường có chất lượng [12]

CSDL môi trường ñược biết ñến như một thư viện có các thông tin liên quan tới môi trường Các thông tin môi trường có thể ñược truy cập, tiếp cận từ

hệ thống CSDL môi trường

* Nhu cầu về thông tin, dữ liệu ñịa lý môi trường

Môi trường là một lĩnh vực liên ngành, ñể cung cấp thông tin cho công tác quản lý BVMT cần phải thu thập, xử lý nhiều thông tin chuyên ngành, các thông tin môi trường thường ña dạng về cấu trúc, thể loại Các thông tin môi trường ñều gắn với các vị trí ñịa lý, do vậy việc dùng bản ñồ ñể hiển thị, tra cứu và cung cấp thông tin là một phương pháp rất phù hợp Trong những năm gần ñây, công nghệ thành lập bản ñồ nói chung và bản ñồ môi trường nói riêng ñã ñạt ñược nhiều tiến bộ ðể tạo ñiều kiện trao ñổi, chia sẻ thông tin dữ liệu mô trường cần phải thống nhất trong việc xây dựng các CSDL và bản ñồ môi trường ðể tránh các quyết ñịnh không hợp lý, gây các hậu quả nghiêm trọng về môi trường, thì không thể thiếu một CSDL ñịa lý tin cậy, hiện ñại

* Nhu cầu ứng dụng công nghệ GIS trong giải quyết các bài toán môi trường

GIS ñược coi là một công cụ quan trọng trong quy hoạch và ra quyết ñịnh GIS ñã có những ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, trong ñó có vai trò quan trọng trong ngành môi trường

Trong hệ thống thông tin ñịa lý môi trường, một ñối tượng ñịa lý có thể liên kết ñến rất nhiều loại thông tin môi trường khác nhau (một vị trí nhà máy có thể có các thông tin thành phần môi trường như: Không khí, tiếng ồn, nguồn thải,…) Do ñó, việc xây dựng dữ liệu ñịa lý và liên kết dữ liệu với các loại dữ liệu môi trường sẽ cho phép hệ thống vừa có khả năng ñáp ứng các yêu cầu về

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… xxvii

quản lý, cung cấp thông tin môi trường, vừa có khả năng ứng dụng ñể quản lý, khai thác, phân tích thông tin, xây dựng các kịch bản dự báo liên quan tới môi trường

Hệ thống thông tin ñịa lý môi trường cho phép người dùng nhận biết các

vị trí, sự kiện, ñối tượng và sự thay ñổi của môi trường Tính năng thể hiện các lớp thông tin như: Hiện trạng môi trường; mức ñộ ô nhiễm, suy thoái môi trường, tác ñộng ô nhiễm, Thực tế, tác ñộng của môi trường cần ñược xem xét trên toàn bộ phạm vi không gian Công nghệ GIS ñưa ra một số lượng lớn các công cụ phân tích ñáp ứng yêu cầu cho nhiều người dùng, giúp người dùng có ñược quyết ñịnh ñúng ñắn nhất về môi trường

Khảo sát, ñiều tra các nguồn thải gây ô nhiễm môi trường, các bài toán liên quan ñến ñánh giá hiện trạng môi trường, dự báo môi trường ñang cần sự trợ giúp của GIS

* Nhu cầu phổ cập ứng dụng hệ thống thông tin ñịa lý môi trường

Xuất phát từ một hệ thống ñể lưu trữ cung cấp dữ liệu bản ñồ, những năm gần ñây hệ thống thông tin ñịa lý môi trường ñược nhận thức và phát triển thành một công cụ quản lý ñiều hành nhà nước, hỗ trợ ra quyết ñịnh trong quản lý trong lĩnh vực môi trường

Nhu cầu sử dụng bản ñồ ñể xây dựng các chính sách về khai thác sử dụng tài nguyên, BVMT, phòng chống thiên tai, xây dựng và giám sát thực hiện các biện pháp BVMT

Nhu cầu sử dụng bản ñồ trong quản lý môi trường, liên quan ñến sử dụng bản ñồ, ñược thực hiện chính xác, nhanh chóng, thuận tiện Tạo ñiều kiện ñể công tác kiểm soát ô nhiễm, ñánh giá hiện trạng môi trường ñược thực hiện có hiệu quả với chất lượng cao

* Nhu cầu chia sẻ thông tin dữ liệu môi trường

CSDL ñịa lý môi trường là công cụ trực quan cho người dùng khai thác, tra cứu và nắm bắt các thông tin về môi trường Nhu cầu phổ cập thông tin môi trường cho cộng ñồng, trong công tác ñào tạo, nghiên cứu

Xây dựng CSDL ñia lý môi trường và chia sẻ thông tin môi trường qua Internet tạo nên giá trị to lớn cho các nhà nghiên cứu, quản lý trong lĩnh vực môi trường ðây chính là công cụ hữu hiệu cho công tác nghiên cứu, quản lý môi

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ xxviii

trường trên quy mô rộng lớn

2.4.3 Ứng dụng công nghệ GIS trong lĩnh vực môi trường

Trong những năm gần ựây, hệ thống thông tin ựịa lý GIS ngày càng nhiều

có nhiều tổ chức KT-XH tìm hiểu và ứng dụng trong công tác nghiên cứu khoa học và sản xuất Ứng dụng GIS ựược các nhà nghiên cứu khoa học, nhà quản lý môi trường sử dụng ựể nghiên cứu về môi trường, báo các các hiện tượng về môi trường và mô hình hóa những phản ứng của môi trường trước những tác ựộng của các yếu tố tự nhiên cũng như yếu tố con người

Thông tin GIS cung cấp cho người sử dụng hướng thay ựổi của dữ liệu trong một lãnh thổ theo thời gian, cung cấp những mô hình khác nhau biểu diễn

sự thay ựổi Hiện nay, nhu cầu ứng dụng công nghệ GIS trong lĩnh vực ựiều tra nghiên cứu, khai thác sử dụng, quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường ngày càng gia tăng không những trong phạm vi quốc gia, mà cả phạm vi quốc tế

2.4.3.1 Ứng dụng GIS trên thế giới

Trên thế giới, ựã hình thành nhiều cơ quan nghiên cứu GIS với quy mô, hướng tiếp cận và mục tiêu khác nhau

Công nghệ GIS ựã cung cấp các phương tiện ựể quản lý và phân tắch các yếu tố ảnh hưởng ựến môi trường ngày càng hữu hiệu hơn Một số ứng dụng chắnh GIS trong lĩnh vực môi trường trên thế giới bao gồm:

+ Quản lý tài nguyên thiên nhiên;

+ Xây dựng dữ liệu môi trường;

Theo nghiên cứu của McKinney (2002) việc ứng dụng công nghệ GIS vào quản lý tài nguyên nước mang lại một lợi ắch to lớn, ựưa ra phương pháp tiếp cận mới khi ứng dựng công nghệ GIS, phương pháp xây dựng CSDL tắch hợp các thông tin tài nguyên nước và các mô hình vào trong một hệ thống GIS ựể dễ

dàng quản lý tài nguyên nước [36]

Ứng dụng GIS xây dựng CSDL chất lượng nước vùng Asac tại Bồ đào Nha ựược các nhà khoa học Dias J., Martins R và các cộng sự nghiên cứu Nghiên cứu tập trung vào thông qua ứng dụng GIS ựể giám sát chất lượng nước

của vùng [37]

Nghiên cứu của Sunday Tim U tại đại học bang Iowa thành phố New

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ xxix

York Mỹ ứng dụng công nghệ GIS vào quản lý chất lượng nước tại ựầu các LVS Xem xét và ựánh giá mức ựộ ảnh hưởng của các nguồn thải tới chất lượng nước của LVS đồng thời ứng dụng GIS ựể ựưa ra các kịch bản chất lượng nước

trên LVS [40]

+ Quản lý dữ liệu môi trường;

Tiến sĩ Androniki Tsouchlaraki, ựại học Kỹ thuật Crete của Hy Lạp nghiên cứu ứng dụng GIS vào xây dựng một CSDL ựịa lý nhằm ựánh giá, giám

sát chất lượng môi trường của thành phố Chania [43]

+ Giám sát, dự báo những biến ựổi môi trường toàn cầu;

WRI (World Resources Institute) ựã sử dụng dữ liệu và phần mềm GIS từ năm 1994 ựể chỉ ra các thông tin về sự thay ựổi môi trường có tắnh toàn cầu toàn cầu, dự báo tác ựộng của những xu hướng biến ựộng nguy hiểm (mất rừng, ô nhiễm ựại dương, xói mòn ven bờ)

+ Quản lý chất thải;

+ Kiểm kê và giám sát hệ thống nước và nước thải;

Tại Hà Lan, thay thế hệ thống kiểm soát nước, nước thải thủ công cũ bằng GIS, cho phép mỗi ựơn vị cập nhật số và bảo quản tắnh toán một cách tự ựộng Tỉnh Louisville và Jefferson ựã dùng GIS hỗ trợ thiết lập chương trình nước thải GIS ựược sử dụng ựể ựịnh vị các trạm chắn, trạm bơm nước thải, ống dẫn chắnh và các dự án nước thải hiện tại

+ Đánh giá chất lượng nước;

Bang Washington, ựã sử dụng GIS ựể ựánh giá chất lượng nước trong toàn tỉnh GIS cung cấp cho người sử dụng khả năng tập hợp tất cả các mẫu chất lượng nước hoặc chỉ một số mẫu ựược lựa chọn trong quá trình phân tắch Sau

ựó các mẫu ựược phân tắch và hiển thị nhờ GIS

+ đánh giá ô nhiễm không khắ

Công nghệ GIS ựã hỗ trợ rất nhiều trong việc kiểm soát ô nhiễm không khắ Cơ quan BVMT Mỹ (EPA) ựã sử dụng phần mềm Arc/Info ựể nghiên cứu những ảnh hưởng của ô nhiễm không khắ ựối với sự phát triển của cây con và hậu quả lâu dài của khói ựối với rừng

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… xxx

2.4.3.2 Ứng dụng GIS tại Việt Nam

Những yếu kém trong công tác bảo vệ môi trường ở Việt Nam không chỉ ñơn thuần là thiếu các phương tiện kỹ thuật hiện ñại ðiều này, do chúng ta ñã

bỏ qua các phương pháp quản lý hiện ñại ðặc biệt, ứng dụng công nghệ thông tin trong công tác quản lý môi trường rất hạn chế ðiều này, ñược thể hiện rõ qua việc quản lý số liệu quan trắc môi trường Hàng năm, khối lượng rất lớn các

dữ liệu môi trường thu ñược tại các trạm quan trắc của các tỉnh thành trong cả nước Tuy nhiên, các số liệu này ñều ñược quản lý một cách thô sơ, như ghi chép trên giấy, hay những phần mềm không chuyên… ðiều này, gây khó khăn trong việc quản lý và khai thác thông tin Sự ra ñời và phát triển hệ thống thông tin ñịa lý môi trường ở Việt Nam là một bước tiến quan trọng trong công tác quản lý tài nguyên và môi trường

Nhận thức ñược tầm quan trọng của GIS, ở Việt Nam các cơ quan Nhà nước ñã quan tâm ñầu tư xây dựng các ứng dụng GIS phục vụ cho công tác quản

lý, khai thác, và sử dụng các lợi ích do công nghệ này mang lại Sớm nhìn thấy tiềm năng phát triển GIS ở Việt Nam, Viện Nghiên cứu Hệ thống Môi trường (ESRI) ñã phát triễn lĩnh vực GIS và các sản phẩm, dịch vụ của GIS-ESRI (bao

gồm phần mềm, ứng dụng, ñào tạo GIS) ở Việt Nam [14]

Công nghệ GIS ñã có sự phát triển vượt bậc trong các ứng dụng ở Việt Nam Các cơ quan Trung ương như Bộ Tài nguyên và Môi trường, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Bộ Y tế, Bộ Giao thông ñã có những dữ liệu

và ứng dụng GIS phục vụ công tác quản lý Nhà nước Ở các ñịa phương, ñã có nhiều dự án triển khai ứng dụng GIS trong phạm vi tỉnh

Ngày 15/9/2008, Chính phủ ñã ban hành Nghị ñịnh số 102/2008/Nð-CP về: “Thu thập, quản lý, khai thác và sử dụng dữ liệu tài nguyên và môi trường” Một trong những căn cứ pháp lý quan trọng và ñể tạo tiền ñề GIS trong ngành tài nguyên môi trường ña dạng hơn

Một số cơ quan ứng dụng công nghệ GIS ở Việt Nam [12]:

+ Cục Công nghệ Thông tin của Bộ Tài nguyên và Môi trường;

+ Viện Thông tin Tư liệu và Bảo tàng ñịa chất;

+ Trung tâm Khí tượng Thuỷ văn biển thuộc Tổng cục Khí tượng Thuỷ văn và BðKH;

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… xxxi

+ Viện ðiều tra Qui hoạch Rừng;

+ Trung tâm Viễn thám thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường;

+ Trung tâm Viễn thám và Ðịa chất thuộc Viện Ðịa chất;

+ Trung tâm Khảo sát, Nghiên cứu và Tư vấn môi trường biển thuộc Viện

Cơ học;

+ Trung tâm BVMT thuộc Viện Kỹ thuật Nhiệt ñới;

+ Phân viện Qui hoạch Thuỷ lợi Nam Bộ;

+ Trung tâm Công nghệ Thông tin Ðịa lý thuộc trường Ðại học Mỏ - Ðịa chất;

+ Ngoài ra, còn có một số trung tâm, viện nghiên cứu, các trường ñại học, các sở, ban ngành, các ñịa phương và một số tổ chức doanh nghiệp (VidaGIS, GeoViet, DitaGis, Trung tâm GIS và Ứng dụng mới…) ứng dụng công nghệ GIS

Theo báo cáo thống kê các cơ quan ứng dụng GIS ở Việt Nam của ESRI thì phần lớn các cơ quan quản lý nhà nước chiếm 54%, các trường ñại học, viện nghiên cứu chiếm 42%, các cơ quan kinh doanh và tư nhân chiếm 4%

Công nghệ GIS ñược triển khai thí ñiểm khá sớm trong nhiều ngành Hiện nay, ñang ứng dụng có hiệu quả trong công tác quản lý và phòng chống thiên tai, BðKH Một số ứng dụng thực tế GIS ở Việt Nam trong thời gian gần ñây:

+ Hệ thống tích hợp thông tin ñịa lý thành phố Hà Nội (hanoiGIS): Phục

vụ công tác quản lý ñô thị thành phố Hà Nội

+ Hệ thống tích hợp thông tin ñịa lý thành phố Hồ Chí Minh (hcmGIS): Nhằm phát triển hệ thống thông tin ñịa lý phục vụ công tác quản lý nhà nước; tổ chức xây dựng, tích hợp, chia sẻ, bảo dưỡng, phát triển CSDL và các ứng dụng GIS, viễn thám, GPS cho thành phố

+ Hệ thống thông tin ñịa lý tỉnh Vĩnh Phúc (WebGISVinhPhuc): Sản phẩm WebGIS tỉnh Vĩnh Phúc ñược xây dựng nhằm mục ñích công khai hóa dữ liệu tại CSDL trung tâm của hệ thống CSDL GIS toàn tỉnh

+ Hệ thống thông tin ñịa lý tỉnh Thừa - Thiên Huế (GISHue): Sản phẩm GISHue cho phép ứng dụng công nghệ GIS một cách hiệu quả ở các cơ quan hành chính, ñơn vị sự nghiệp ðồng thời cho phép người dùng lưu trữ, hỏi ñáp,

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… xxxii

phân tích thông tin và hiển thị thông tin kết quả trên máy tính hoặc in ra bản ñồ

cấp thông tin về môi trường LVS [11][13]

+ Ngoài ra, còn có rất nhiều tổ chức, cá nhân ứng dụng GIS trong lĩnh vực môi trường

Hình 2.1 Sơ ñồ cấu trúc hệ thống thông tin ñịa lý môi trường cấp tỉnh

2.4.4 Giới thiệu phần mềm ArcGIS

ArcGIS là một sản phẩm hoàn thiện nhất của Viện nghiên cứu hệ thống môi trường (ESRI) ArcGIS cho phép người sử dụng thực hiện những chức năng của GIS ở mọi nơi: Trên màn hình, máy chủ, trên Web, trên file…

2.4.4.1 Các ứng dụng chính của phần mềm ArcGIS

* ArcMap

Là một ứng dụng cho phép người dùng hiển thị, chỉnh sửa dữ liệu không gian cũng như dữ liệu thuộc tính của thực thể ArcMap hỗ trợ hầu hết các ñịnh dạng ñồ hoạ thông dụng như *.dgn, shapefile… Nhưng sức mạnh ñược thể hiện

rõ nhất khi sử dụng các ñịnh dạng do ESRI cung cấp như GeoDatabase…[14]

HỆ THỐNG THÔNG TIN ðỊA LÝ MÔI TRƯỜNG

- Tạp trí

- ðề tài

- Chương trình

HỆ THỐNG CUNG CẤP THÔNG TIN MÔI TRƯỜNG

- Chính quyền

- Nhà khoa học

- Cộng ñồng

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… xxxiii

Ứng dụng ArcMap ñể xây dựng, hiển thị, xử lý và phân tích các bản ñồ: + Tạo các bản ñồ từ các loại dữ liệu khác nhau;

+ Truy vấn dữ liệu không gian ñể tìm kiếm và thể hiện mối liên hệ giữa các ñối tượng không gian;

thông qua ArcIMS trên Internet Server [14]

Với các tính năng ArcCatalog có thể thực hiện:

+ Duyệt qua các dữ liệu ñịa lý và bản ñồ;

+ Khám phá dữ liệu;

+ Hiển thị và tạo Metadata;

+ Tìm kiếm bản ñồ và dữ liệu;

+ Sử dụng dữ liệu trong ArcMap và ArcToolBox;

+ Quản lý nguồn dữ liệu

* ArcToolBox

Là một ứng dụng cung cấp các chức năng xử lý và phân tích không gian với tất cả các ñịnh dạng dữ liệu của bộ sản phẩm ArcInfor Cung cấp khoảng hơn 100 công cụ, ñể thao tác với dữ liệu Rất dễ dàng ñể tìm ra công cụ ñể thực

thi một chức năng mong muốn [14]

2.4.4.2 Các ñịnh dạng, mô hình dữ liệu trong phần mềm ArcGIS

+ Shapefiles;

Là một tập hợp các ñối tượng ñồng nhất về kiểu dữ liệu không gian Có thể một trong các kiểu sau: Point, Polyline, Polygon, MultiPoint, MultiPatch Một Shapefile bao gồm ba file chính lưu trữ dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính Shapefile lưu các thuộc tính trong một dBASE file Các thuộc tính khác của ñối tượng có thể ñược lưu trong một bảng dBASE có kết nối ñến shapefile

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… xxxiv

thông qua một thuộc tính khoá [14]

+ Coverage;

Một coverage bao gồm một tập các file, mỗi file trong số ñó lưu một phần

thông tin về feature class [14]

+ Geodatabase

Geodatabase (Geographic Database) là mô hình thông tin ñịa lý cốt lõi ñể

tổ chức dữ liệu GIS vào trong các layer chủ ñề và thể hiện dữ liệu không gian Geodatabase tập hợp các ứng dụng, công cụ ñể thao tác và quản lý dữ liệu GIS

[14]

2.4.5 Tổng hợp những nghiên cứu ñã thực hiện và vấn ñề mới ñặt ra

+ Trên thế giới, ñã có những nghiên cứu về thống kê và phân loại nguồn thải Có nhiều cách tiếp cận trong vấn ñề thống kê và phân loại nguồn thải Mỗi cách tiếp cận dần hình thành lên phương pháp thống kê và phương pháp phân loại khác nhau Nhưng ñều nhằm tới mục ñích nâng cao việc tuân thủ các quy ñịnh về môi trường và xác ñịnh các hoạt ñộng cần ưu tiên, ñưa ra các quyết ñịnh ñúng ñắn và xác ñịnh cơ hội giảm thiểu chất thải Ở Việt Nam, chưa xây dựng ñược một danh mục ñầy ñủ về các yêu tố gây ô nhiễm môi trường và thải lượng ước tính trên một vùng cụ thể trong một khoảng thời gian cụ thể Các ñịa phương ñã có những thống kê ban ñầu về nguồn thải trên ñịa bàn

+ Quản lý nguồn thải ñã ñược các nhà quản lý môi trường trên thế giới sớm nhận ra vai trò của nó trong công tác bảo vệ môi trường Hầu hết, các nước

ñã có các cơ quan chuyên trách quản lý các nguồn thải Ở mỗi quốc gia lại có hướng quản lý khác nhau, ñem lại hiệu quả khác nhau ðiển hình, ở khu vực châu Á có Nhật Bản và Singapore là hai quốc gia ñang áp dụng hướng quản lý nguồn thải một cách tổng hợp rất chặt chẽ Ở Việt Nam, hướng quản lý các nguồn thải một cách tổng hợp và thống nhất vẫn là vấn ñề ñang ñược nghiên cứu

+ Trên thế giới, ñã có những nước xây dựng hoàn chỉnh CSDL môi trường quốc gia, như ở Mỹ, Hà Lan, Nhật Bản… Vai trò của việc xây dựng CSDL môi trường quốc gia trong công tác bảo vệ môi trường là rất quan trọng

Ở Việt Nam, ñang tiến hành xây dựng CSDL môi trường quốc gia Tuy nhiên, ñối với các ñịa phương, tiếp cận xây dựng CSDL nguồn thải còn là vấn ñề mới

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… xxxv

PHẦN III NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu ñược tiến hành trên ñịa bàn thành phố Hải Dương ðể hoàn thành các mục tiêu nghiên cứu, chúng tôi ñặt ra các nội dụng và lựa chọn sử dụng một số phương pháp nghiên cứu:

3.1 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu ñược tiến hành với những nội dung chính:

+ ðiều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội trên ñịa bàn thành phố Hải Dương; + Xác ñịnh, thống kê và phân loại các nguồn nước thải trên ñịa bàn thành phố Hải Dương;

+ Tiến hành quan trắc và ñánh giá chất lượng các nguồn nước thải;

+ Xây dựng CSDL nguồn nước thải (dữ liệu không gian và dữ liệu liệu thuộc tính) dựa trên ứng dụng phần mềm ArcGIS 10.0

3.2 Phương pháp nghiên cứu

ðể tiến hành nghiên cứu chúng tôi sử dụng các phương pháp chủ yếu: Phương pháp thu thập số liệu; phương pháp ñiều tra thực ñịa; phương pháp kiểm

kê nguồn nước thải; phương pháp lấy mẫu và phân tích; phương pháp xây dựng CSDL

3.2.1 Phương pháp thu thập số liệu

Thông tin, dữ liệu về nguồn nước thải gây ô nhiễm nước có thể tiếp cận gián tiếp: Tham khảo các số liệu ñã công bố, các dữ liệu thống kê, các nghiên cứu, văn bản liên quan, tính toán mô hình, ước tính ñơn vị thải lượng,…

* Việc thu thập số liệu ñược tiến hành ở các tổ chức, cơ quan như:

+ Phòng Tài nguyên và Môi trường và các phòng ban ngành khác có liên quan, chi cục BVMT, Công ty Môi trường ñô thị thành phố;

+ Ủy ban Nhân dân (UBND) thành phố, các phường, xã;

+ Trạm khí tượng thủy văn thành phố;

+ KCCN, làng nghề, các CSSX kinh doanh, cơ sở y tế, bãi rác

* Nội dung cần thu thập:

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… xxxvi

Các nội dung cần thu thập ñược chỉ rõ trong bảng 3.1

Bảng 3.1 Nội dung cần thu thập

2

Danh sách các làng nghề, tình hình

sản xuất, lượng nước sử dụng,

lượng nước thải

Phòng TNMT và Ban quản lý làng nghề

3

Danh sách các CSSX kinh doanh,

tình hình sản xuất, lượng nước sử

dụng, lượng nước thải

Phòng Kế hoạch ðầu tư, Công thương, TNMT

4 Danh sách bãi rác và hiện trạng Phòng TNMT, chi cục BVMT,

Công ty môi trường ñô thị

5

Danh sách cơ sở y tế, số giường

bệnh, lượng nước sử dụng, lượng

nước thải

Phòng Y tế, bệnh viện, trung tâm y

tế, trạm y tế

6 Khu tập trung dân cư, số hộ, số dân,

lượng nước sử dụng UBND thành phố, các phường, xã

7 ðiều kiện tự nhiên (ðKTN),

KT-XH

Phòng thống kê, UBND thành phố, các phường, xã, trạm khí tượng

3.2.2 Phương pháp ñiều tra thực ñịa

Các thông tin, dữ liệu thông qua ñiều tra thực ñịa tại các nguồn nước thải thường có ñộ cậy tin cao Các thông tin, dữ liệu về nguồn nước thải phân chia thành các loại:

+ Thông tin về nguồn nước thải;

+ Dữ liệu về hoạt ñộng phát sinh;

+ Dữ liệu về thải lượng ô nhiễm, ñơn vị thải lượng ô nhiễm;

+ Thông tin, dữ liệu về loại, ñặc tính của chất gây ô nhiễm;

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… xxxvii

+ Dữ liệu về không gian và thời gian

* Công tác chuẩn bị

+ Xác ñinh sơ bộ các nguồn nước thải:

Nguồn ñiểm (nguồn tập trung): Xác ñịnh là nguồn nước thải thường lớn,

có vị trí xác ñịnh và có thể nhận biết ñược ñiểm thải;

Nguồn diện (nguồn phân tán): Xác ñịnh là nguồn nước thải nằm rải rác và ñiểm thải không tập trung

+ Tiêu chí lựa chọn nguồn nước thải Các tiêu chí cụ thể:

Tiêu chí 1: Nguồn nước thải tập trung hay nguồn phân tán;

Tiêu chí 2: Nguồn tiếp nhận nước thải;

Tiêu chí 3: Các ñối tượng có trong Quyết ñịnh số 64/2003/Qð-TTg, Quyết ñịnh số 1946/2010/Qð-TTg, Quyết ñịnh số 3162/Qð-UBND của tỉnh Hải Dương hoặc trong ñối tượng thanh tra môi trường của tỉnh;

Tiêu chí 4: Loại hình phát sinh;

Tiêu chí 5: Quy mô (với CSSX dựa trên doanh thu; cơ sở y tế dựa trên cấp quản lý và số giường bệnh; làng nghề dựa trên phần trăm số hộ sản xuất trên tổng số hộ và bãi chôn lấp chất thải rắn dựa trên diện tích…);

Tiêu chí 6: Tổng lượng nước thải (m3/ngày)

+ Liệt kê các cơ sở ñiều tra

Các ñối tượng nguồn nước thải cần ñiều tra, ñược chỉ ra trong bảng 3.2

Bảng 3.2 Các nguồn nước thải cần ñiều tra

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… xxxviii

* Thiết kế mẫu phiếu ñiều tra

Sau khi ñã lựa chọn các nguồn nước thải, tiến hành thiết kế các mẫu phiếu

ñiều tra (Thể hiện trong phần phụ lục)

* Tiến hành ñiều tra thực ñịa

Tiến hành ñiều tra thông tin các nguồn nước thải theo phiếu ñã thiết kế Trong quá trình ñi ñiều tra, tiến hành xác ñịnh vị trí các nguồn nước thải bằng thiết bị GPS cầm tay, xác ñịnh ñường thải, ñánh giá sơ bộ nguồn nước thải, ký hiệu và ghi chép vào sổ nhật ký

3.2.3 Phương pháp kiểm kê nguồn nước thải

Tiến hành xây dựng một danh mục ñầy ñủ về các thông tin về nguồn nước thải và thải lượng ước tính trên khu vực nghiên cứu trong một khoảng thời gian

cụ thể Quy trình kiểm kê nguồn nước thải thực hiện theo các bước:

+ Xác ñịnh phạm vi kiểm kê;

+ Lựa chọn phương pháp thu thập thông tin, dữ liệu;

+ Tiến hành thu thập thông tin, dữ liệu;

+ Số hóa dữ liệu thu thập ñược;

+ Xác ñịnh nguồn lực ñể kiểm kê;

+ Kiểm tra ñộ tin cậy của dữ liệu thu thập ñược

3.2.4 Phương pháp lấy mẫu và phân tích

Việc ñánh giá chất lượng nguồn nước thải ñược thông qua việc quan trắc Sau khi lựa chọn ñược các ñiểm quan trắc nước thải, tiến hành lấy mẫu nước thải Việc lựa chọn các thông số quan trắc ñược xác ñịnh dựa trên cơ sở ñặc tính của từng nguồn nước thải khác nhau Nhưng, do giới hạn về thời gian và kinh phí nên chúng tôi lựa chọn các thông số ñối với từng loại nguồn nước thải ñược chỉ rõ trong bảng 3.3

Bảng 3.3 Các thông số quan trắc nước thải

1 Nước thải KCCN, CSSX

kinh doanh, làng nghề

pH, TSS, COD, BOD5, NH4+, tổng N, tổng P,

dầu mỡ, Fe, Cu, Coliform

2 Nước thải cơ sở y tế pH, TSS, BOD5, COD, NH4+, PO43-, Coliform