RẮN SINH HOẠT
2.2.1 Mô hình dự báo dân số và khối lượng chất thải rắn sinh hoạt
2.2.1.1 Dựđoán sự gia tăng dân số
• Phương pháp ước tính dân số:
Giả sử tốc độ gia tăng dân số theo thời gian tỉ lệ thuận với dân số hiện tại 0
dP kP dy =
Lấy tích phân 2 vế theo cận tương đương 0 0 0 0 0 ln ln ln ln P t P dP kdy P P P kt P P kt = ⇒ − = ⇔ = + ∫ ∫ Trong đó:
P: dân số của năm tính toán (người) P0: dân số của năm lấy làm gốc (người) k: tốc độ gia tăng dân số
t: hiệu số năm tính toán và năm lấy làm gốc
Đặt x = t a = k y = P b = P0
Phương trình tương đương: y = ax + b [7].
2.2.1.2 Dự báo khối lượng rác phát sinh tại thành phố Pleiku
Cùng với sự phát triển kinh tế, đời sống người dân ngày được nâng cao và kéo theo tốc độ
rác thải của mỗi người cũng gia tăng. Dự báo được lượng rác phát sinh là cần thiết để các nhà quản lý môi trường có những hướng giải quyết tốt nhất trong quá trình thu gom, vận chuyển và xử lý chất thải rắn đô thị.
• Phương pháp ước tính khối lượng CTRSH :
Giả sử tốc độ phát sinh CTR của một người trong một ngày là một hằng số
t
t
dW
k dW kdy
dy = ⇒ =
Lấy tích phân 2 vế theo cận tương đương
0 0 0 0 t W t t W t t dW kdy W W kt W W kt = ⇒ − = ⇒ = + ∫ ∫ Trong đó:
Wt: tốc độ phát sinh rác của năm tính toán (tấn/người/ngày) W0: tốc độ phát sinh rác của năm lấy làm gốc (tấn/người/ngày) k: tốc độ phát sinh rác
t: hiệu số năm tính toán và năm lấy làm gốc
Đặt: x = t a = k y = Wt b = W0
2.2.2 Mô hình tính toán số lượng xe cần đầu tư
Hiện nay, phương thức thu gom và vận chuyển chất thải rắn đô thị phổ biến nhất là phương pháp quản lý theo hệ thống thu gom kiểu thùng chứa cốđịnh có quy trình sau: xe
đẩy tay (loại thùng 660L) sẽđi từ trạm xe đến vị trí thu gom đầu tiên, lấy thùng chứa rác
đổ vào xe, trả thùng vào vị trí cũ, rồi tiếp tục đi lấy rác cho đến khi đầy xe. Khi đó, xe thu gom được đẩy đến nơi tiếp nhận (có thể là đến điểm tập kết hoặc đến nơi xử lý hoặc bãi chôn lấp) và sau đó xe đẩy tay tiếp tục cuộc hành trình thu gom rác ở những tuyến khác, cứ như thế cho đến hết công việc đã được giao.
Bãi chôn lấp, trạm trung chuyển,
trạm xử lý Xe thu gom
Thùng rác đầy Thùng rác rỗng
Đến tuyến thu gom tiếp theo
Hình 2.7: Sơđồ hệ thống thu gom container cốđịnh
2.2.1.3 Mô hình tính toán lượng xe cơ giới
• Số thùng đổ trong một chuyến t V r C c f × = × (thùng/chuyến) Trong đó:
V: dung tích trung bình của thùng xe (m3/chuyến) r: hệ sốđầm nén; r = 2
c: dung tích trung bình của thùng đẩy tay (m3/chuyến); c= 0.66 m3 f: hệ số sử dụng dung tích thùng xe tính theo trọng lượng; f = 0.8
• Thời gian đổ rác lên đầy chuyến xe ép rác:
( ) ( 1)( )
t p
T =C uc + n − dbc (h/chuyến) Trong đó:
Ct: số thùng đổ trong 1 chuyến (thùng/chuyến)
uc: thời gian cần thiết đểđổ rác và trả thùng rác rỗng vào vị trí cũ (phút/thùng) np – 1: số lần vận chuyển giữa 2 vị trí lấy rác = số thùng rác – 1
dbc: thời gian vận chuyển giữa 2 vị trí lấy rác (h/vị trí)
• Thời gian cần cho một chuyến xe:
Tp = T + h + s Trong đó:
h: thời gian vận chuyển trên đường = thời gian xe đi từđiểm hẹn đến bãi chôn lấp (BCL) và từ BCL đến điểm hẹn tiếp theo.
v L
h= 2 (h/chuyến) L: khoảng cách trung bình của lộ trình (km)
v: vận tốc trung bình của xe ép rác trên toàn bộ lộ trình (km/h) s: thời gian đổ rác tại BCL (kể cả thời gian chờ đợi) (phút/chuyến)
• Số chuyến vận chuyển của mỗi xe cơ giới trong ngày:
p T W H N = (1− ) Trong đó:
H: thời gian làm việc trong ngày (h/ngày)
W: hệ số tính đến thời gian không vận chuyển; W = 0.15%
• Tổng số chuyến xe cần thiết để thu gom và vận chuyển toàn bộ hết lượng
rác sinh hoạt trong ngày:
1000 1 × × = ρ V W TC t (chuyến/ngày) Trong đó:
Wt: lượng rác thải phát sinh trong ngày (tấn/ngày) V: thể tích trung bình của xe cơ giới (m3)
ρ1: khối lượng riêng của chất thải rắn ở các khu đô thị; ρ1 = 450 kg/m3 [8]
• Số xe tải cần thiết để thu gom hết lượng rác:
N TC X = (xe)
2.2.1.4 Mô hình tính toán cho lượng thùng xe đẩy tay 660L
Số thùng thu gom chất thải rắn trên toàn địa bàn với giảđịnh mỗi ngày mỗi người lấy rác là m = 5 chuyến/thùng/ngày. Ta có công thức sau:
m KL W St t × × = 1000(thùng) [9] Trong đó:
Wt: khối lượng rác phát sinh trong ngày (tấn/ngày) KL: khối lượng rác chứa trong mỗi thùng (kg)
KL = c* ρ2
c: dung tích trung bình của thùng đẩy tay (m3/chuyến); c= 0.66 m3 ρ2: khối lượng riêng của chất thải rắn ở các khu đô thị; ρ = 380 kg/m3
2.3 MÔT SỐ CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
Từ khi thành lập Bộ Tài nguyên và Môi trường cũng như các Sở Tài nguyên và Môi trường ở các tỉnh thành, hệ thống quản lý môi trường ở nước ta bắt đầu được hình thành. Tuy nhiên do còn nhiều khó khăn và bất cập cho nên hệ thống này còn nhiều hạn chế. Yếu tố con người đóng vai trò quan trọng nhưng trong thực tế cán bộ của hệ thống này chưa được đào tạo, huấn luyện. Họ chưa có nhiều kinh nghiệm thực tiễn trong việc xây dựng chính sách và chiến lược về quản lý môi trường, tiến hành đánh giá tác động môi trường, điều tiết ô nhiễm công nghiệp, cũng như trong việc thu thập, phân tích và giải thích dữ liệu về môi trường.
Một trong những nguyên nhân bất cập nói trên là sự thiếu vắng các công cụ quản lý hiện
đại. Vì vậy xây dựng công cụ quản lý dựa trên ứng dụng CNTT giúp cho công tác quản lý môi trường là một yêu cầu thực tế.
Trong thời gian qua, nghiên cứu ứng dụng CNTT trong bài toán quản lý chất thải rắn sinh hoạt đã được chú ý trong các đề tài nghiên cứu, trong Luận văn tốt nghiệp [4].[10].
Trong công trình [10] đề xuất công cụ tin học được đặt tên là TISWAM (Tool for Improving Solid WAste Management for Hue) trợ giúp công tác quản lý CTR sinh hoạt tại Tp. Huế. TISWAM gồm một số chức năng chính như: Tạo ra các điểm thu gom rác mới trên bản đồ GIS của Huế; Quản lý về khối lượng rác thải thu gom được theo các điểm thu gom cũng như tại bãi rác cũng như tại nhà máy xử lý chất thải Thủy phương; Quản lý thông tin, CSDL về nhân sự, các phương tiện thu gom...; Thực hiện chức năng truy vấn dữ liệu theo các tiêu chi khác nhau về không gian cũng như theo thời gian.
Trong công trình [4] đề xuất công cụ tin học được đặt tên là WASTE phiên bản 1.0 (12/2005). WASTE 1.0 bao gồm một số các thành phần khác nhau trợ giúp cho việc phân tích các số liệu môi trường. Các thành phần đó bao gồm:
• Các công cụ lưu trữ, đánh giá và khai thác dữ liệu. Các công cụ này có thể
giúp cho việc phân tích một số lượng lớn các dữ liệu.
• Các tiện ích giúp tra cứu các tài liệu cần thiết cho công tác quản lý môi trường. • Công cụ trợ giúp làm báo cáo tự động, hỗ trợ cho người sử dụng một công cụ
thuận tiện để làm báo cáo dựa trên các số liệu quan trắc từ các cơ sở dữ liệu
được lưu trữ.
Phiên bản WASTE 2.0 ra đời vào tháng 12/2006 có điều chỉnh đáng kể so với WASTE 1.0 về công nghệ thực hiện cũng như về CSDL.
CHƯƠNG 3
ỨNG DỤNG PHẦN MỀM WASTE 2.0 TRONG CÔNG TÁC QUẢN LÝ
CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ THÀNH PHỐ PLEIKU
Hiện nay thông tin và dữ liệu liên quan tới quản lý CTR đô thị thường được quản lý trên giấy hoặc bằng các phần mềm không chuyên. Hầu hết những thông tin này thường lưu trữ độc lập với nhau và không liên kết với một số thông tin thuộc tính của đối tượng cũng như không kết nối được với vị trí của đối tượng trong không gian thực. Điều này gây khó khăn cho việc quản lý, khai thác và phân tích thông tin về hệ thống quản lý CTR.
Một trong những công cụ có thể khắc phục khó khăn này là hệ thống thông tin địa lý – GIS (Geographic Information System). Với khả năng quản lý đối tượng trong mối quan hệ giữa thuộc tính đối tượng và vị trí của đối tượng trong thế giới thực cùng với các phần mềm thích hợp, GIS là một giải pháp tốt nhất cho việc quản lý hệ thống thu gom, vận chuyển, xử lý CTR cũng như thực hiện các bài toán nghiệp vụ liên quan đến hệ thống quản lý CTR như: quản lý các bãi rác, điểm trung chuyển, điểm đặt thùng rác, nhà máy xử
lý CTR, bãi tập kết xe chuyên chở rác gắn kết đầy đủ thông tin liên quan với đối tượng cần quản lý: tuyến thu gom do tổ nào phụ trách, thời gian tới thu gom…quản lý và phân tích các thông tin liên quan đến lượng rác hàng ngày, tháng, quí. Quản lý phân tích thông tin về sự vận chuyển rác trong ngày, tháng, .. và xây dựng các báo cáo theo định kỳ.
Các chuyên gia tại Viện Môi trường và Tài nguyên, Đại học quốc gia Tp.HCM vừa phát triển phiên bản 2.0 của phần mềm WASTE giải quyết bài toán đầu tiên được nhắc tới ở trên. Cụ thể là quản lý thông tin môi trường liên quan tới công tác quản lý CTR. Đây là một phần của đề tài cấp Bộ do TSKH. Bùi Tá Long làm chủ nhiệm.
Trong thời gian thực hiện Luận văn này, tác giảđã được thầy hướng dẫn thực hiện các bước ứng dụng Waste cho công tác quản lý thông tin môi trường liên quan tới CTR cho thành phố Pleiku. Phần dưới đây trình bày các kết quảứng dụng này.
3.1 CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA PHẦN MỀM WASTE
WASTE là phần mềm tích hợp cơ sở dữ liệu môi trường, GIS và các mô hình toán đánh giá mức độ hiệu quả công tác quản lý CTR. Do đó, WASTE có thể tạo điều kiện thuận lợi cho việc lưu trữ và diễn giải thông tin môi trường, cung cấp công cụ trong việc phân tích,
đánh giá công tác quản lý chất thải rắn đô thị trong các trường hợp khác nhau. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) đóng vai trò nền tích hợp cho WASTE. GIS giúp tổ chức thông tin
không gian sao cho WASTE có thể hiển thị bản đồ, bảng tính hay biểu đồ. GIS cung cấp kỹ thuật cho việc phân tích các lớp thông tin môi trường và hiển thị các mối quan hệ. WASTE phiên bản 2.0 bao gồm một số các thành phần khác nhau trợ giúp cho việc phân tích các số liệu môi trường. Các thành phần đó bao gồm:
• Các công cụ lưu trữ, đánh giá và khai thác dữ liệu. Các công cụ này có thể
giúp cho việc phân tích một số lượng lớn các dữ liệu.
• Các tiện ích giúp tra cứu các tài liệu cần thiết cho công tác quản lý môi trường. • Công cụ trợ giúp làm báo cáo tự động, hỗ trợ cho người sử dụng một công cụ
thuận tiện để làm báo cáo dựa trên các số liệu quan trắc từ các cơ sở dữ liệu
được lưu trữ.
• Tính toán theo mô hình toán mức độ hiệu quả của công tác quản lý CTR Phiên bản WASTE 2.0 gồm các khối chính liên kết với nhau:
• Khối GIS, quản lý các đối tượng một cách trực diện trên bản đồ. • Khối thống kê báo cáo, nhập xuất dữ liệu.
• Khối mô hình tính toán dự báo
• Khối quản lý dữ liệu, quản lý các đối tượng liên quan đến chất thải rắn. • Khối tài liệu hỗ trợ, hỗ trợ các văn bản pháp quy Hình 3.1: Sơđồ cấu trúc của phần mềm QUẢN LÝ DỮ LIỆU MÔ HÌNH TÀI LIỆU HỖ TRỢ GIS THỐNG KÊ BÁO CÁO
3.2 XÂY DỰNG CÁC KHỐI CHỨC NĂNG CHO WASTE_PL
Dựa trên nền tảng Waste phiên bản 2.0 cũng như thực tiễn công tác quản lý CTR tại TP Pleiku tác giả luận văn với sự giúp đỡ của thầy hướng dẫn đã xây dựng Waste_PL (có nghĩa là Waste ứng dụng cho Pleiku ). Dưới đây trình bày các kết quả chính của đề tài này.
3.2.1 Module quản lý bản đồ
Một trong những module quan trọng nhất trong WASTE_PL là module quản lý bản đồ. Bản đồ số ra đời và tồn tại gắn liện với máy tính điện tử. Bản đồ số là một tập hợp có tổ
chức các dữ liệu bản đồ trên những thiết bị có khả năng đọc bằng mắt máy tính và được thể hiện dưới dạng hình ảnh bản đồ.
Để xây dựng phần mềm WASTE_PL, trong đề tài này kế thừa dữ liệu bản đồ số thành phố Pleiku đã được số hóa từ phần mềm GIS thông dụng là Mapinfo. Các dữ liệu GIS đã
được chuyển đổi sang dạng định chuẩn riêng của WASTE bằng cách các tổ chức và quản lý dữ liệu riêng.
Module quản lý bản đồ trong WASTE 2.0 được viết bằng ngôn ngữ lập trình Visual C ++. Các chức năng của module này cho phép thực hiện các thao tác cơ bản đặc trưng của một hệ GIS như: phóng to-thu nhỏ, kích hoạt các đối tượng không gian theo điểm hay theo vùng, thêm-xoá-sửa các đối tượng không gian, thực hiện các phép chồng lớp thông tin giữa các đối tượng hay giữa các lớp thông tin.
Bảng 3.1 Chức năng chính trong module bản đồ trong WASTE_PL
STT TÊN MODULE CON CHỨC NĂNG 1 Quản lý lớp bản đồ Vẽ các lớp bản đồ, bật tắt lớp bản đồ, phóng to, thu nhỏ, xem toàn màn hình... 2 Quản lý các đối tượng môi trường trên bản đồ
Vẽ các đối tượng môi trường trên bản đồ GIS, lựa chọn đối tượng, di chuyển đối tượng, xóa đối tượng, di chuyển nhóm đối tượng, chọn biểu tượng cho đối tượng...
3.2.2 Module quản lý dữ liệu môi trường
Hiện nay công tác quản lý CTRĐT tại thành phố Pleiku chưa được tin học hóa, điều này
đã dẫn tới một hiện trạng là rất khó cho việc thống kê và tổng kết. Phần mềm WASTE_PL được đề xuất ở đây là sự kết hợp giữa GIS và hệ quản trị dữ liệu chuẩn MS Access.
Cấu trúc của module quản lý số liệu liên quan tới công tác quản lý chất thải rắn tại thành phố Pleiku được thể hiện trên Hình 3.2.
Hình 3.2: Sơđồ cấu trúc của khối quản lý dữ liệu môi trường trong WASTE
Bên cạnh đó, phần mềm WASTE còn cho phép thực hiện được các chức năng sau: • Tạo các điểm hẹn cho xe ép rác trên địa bàn thành phố.
• Vẽ tuyến thu gom rác cho xe ép rác.
• Cho phép nhập dữ liệu rác thải phát sinh theo thời gian.
• Cho phép nhập dữ liệu liên quan đến việc gia tăng dân số theo thời gian. • Thống kê, báo cáo khối lượng rác thải trên từng địa bàn trong từng thời điểm.
Xử lý các số liệu có liên quan đến công tác quản lý CTRĐT là một công việc thường xuyên của module này. Nó có nhiệm vụ rất quan trọng là lấy ra những thông tin cần thiết thích hợp với mục đích nào đó. Thí dụ, chúng ta cần biết khối lượng rác tại điểm hẹn đó là bao nhiêu, vào ngày nào hoặc chúng ta biết được mỗi ngày công ty, nhà máy, xí nghiệp
đó thải ra với lượng rác bao nhiêu…
WASTE không những cho phép phân tích dữ liệu được lưu trữđể từ đó đem ra báo cáo,
đánh giá; mà còn có khả năng truy vấn số liệu gồm nhiều module con khác nhau. Chi tiết chức năng truy vấn được thể hiện ở Hình 3.3 sau:
3.2.4 Dự báo dân số và khối lượng Module mô hình
Là sự tích hợp giữa CSDL môi trường, GIS và mô hình tính toán nhằm phục vụ tốt cho