rừng phòng hộ hồ Yên Lập:
a. Tiêu chí đánh giá:
+ Xác định diễn biến diện tích rừng mất đi do hoạt động khai thác than trong hai giai đoạn năm 2005 – 2010 và giai đoạn năm 2010 – 2015 thông qua ứng dụng công nghệ giải đoán ảnh viễn thám và ảnh vệ tinh;
+ Xây dựng bộ bản đồ diễn biến diện tích rừng mất đi do hoạt động khai thác than trong hai giai đoạn năm 2005 – 2010 và năm 2010 - 2015;
b. Tài liệu sử dụng :
Đề tài sử dụng các nguồn thông tin sau để phục vụ quá trình nghiên cứu: - Đề tài sử dụng ảnh vệ tinh Landsat 7 ETM hiện đang sử dụng phổ biến và sẵn có để xây dựng bản đồ hiện trạng rừng cho các năm 2005, 2010, 2015.
- Đề tài sử dụng bản đồ hiện trạng rừng năm 2015 của Chi cục Kiểm lâm tỉnh Quảng Ninh để kiểm định tính chính xác của kết quả giải đoán ảnh vệ tinh. Kiểm lâm rừng phòng hộ Yên Lập để có phân tích sự ảnh hưởng của hoạt động khai thác than đến diễn biến tài nguyên rừng từ đó đưa nhận xét và khuyến nghị.
- Quy trình nghiên cứu được thể hiện theo các bước cụ thể như sau (Hình 2.2)
Ảnh Landsat được ứng dụng trong nghiên cứu của nhiều lĩnh vực từ nghiên cứu hiện trạng đến giám sát diễn biến và được sử dụng phổ biến nhất từ bản sẵn có hoặc có giá thành thấp vì vậy để phù hợp với đề tài nghiên cứu tác giả lựa chọn ảnh Landsat 7 ETM để xây dựng Bản đồ diễn biến từ rừng tự nhiên sang đất khác (diện tích khai thác than).
+ Xử lý ảnh:
Để tăng cường chất lượng của ảnh viễn thám, cần tăng cường hiển thị cho ảnh. Công việc này được thực hiện bằng phần mềm giải đoán ảnh ENVI 4.2. Tạo tổ hợp màu bằng cách tổ hợp các kênh ảnh với nhau để tạo ảnh tổ hợp có khả năng hiển thị các đối tượng tốt nhất (rừng tự nhiên, rừng trồng, đất trống, đất khác…)
+ Hiệu chỉnh hình học: Chất lượng của ảnh viễn thám thường chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như độ cao vệ tinh, góc nghiêng quay chụp, điều kiện môi trường… Do đó, để ảnh viễn thám phản ánh đúng hiện trạng mặt đất cần phải hiệu chỉnh hình học cho ảnh, công việc này thực hiện bởi phần mềm xử lý ảnh ENVI 4.2.
+ Cắt ảnh của khu vực nghiên cứu, bằng cách chồng phủ Layer ranh giới của khu vực nghiên cứu lên ảnh và sử dụng công cụ của phần mềm Arcgis 9.3.
+ Xây dựng bộ khóa ảnh:
Mỗi điểm khóa ảnh (mẫu ảnh) gồm một đối tượng (object) trên ảnh vệ tinh và một điểm mẫu đối tượng (trạng thái) tương ứng tại thực địa có cùng tọa độ.
Hệ thống khóa ảnh sẽ được sử dụng để xác định khoảng giá trị cho từng đối tượng rừng.
Hệ thống khóa ảnh cũng có thể được sử dụng để so sánh đối chiếu và phân tích để giải đoán định tên trạng thái khi khoanh vẽ bán tự động hoặc khoanh vẽ trực tiếp trên máy tính.
Phương pháp chọn mẫu ảnh.
Có thể chọn vị trí điểm mẫu ảnh theo 2 phương pháp: chọn mẫu dựa vào tham khảo các bản đồ hiện trạng rừng gần nhất và chọn mẫu dựa vào đặc điểm phổ trên ảnh vệ tinh. Trong giới hạn đề tài chọn mẫu theo tham khảo bản đồ hiện trạng rừng.
Căn cứ vào bản đồ hiện trạng rừng để xác định 3-5 tuyến điều tra qua các trạng thái rừng cho mỗi cảnh ảnh. Trên mỗi tuyến chọn những điểm đại diện cho các trạng thái rừng để xây dựng mẫu khoá ảnh. Điểm mẫu ảnh được chọn phải nằm trong 1 trạng thái.
Đối với ảnh vệ tinh các năm 2005, 2010 để nâng cao độ chính xác cho việc chọn mẫu từ bản đồ hiện trạng cũ nên khi lập tuyến điều tra thực địa có nhiều sự sai khác tác giả đã chú ý chọn điểm khóa ảnh phù hợp giữa thực tế và bản đồ hiện trạng.
Sau khi xử lý cập nhật trạng thái cho các lô ta được kết quả là file hiện trạng xử lý trong phòng. Tuy nhiên đây là file dữ liệu ở dạng thô, cần tiến hành chỉnh sửa lại.
Sử dụng các nguồn tài liệu đáng tin cậy thu thập được như bản đồ hiện trạng sử dụng rừng mới nhất của khu vực… để tham khảo, chỉnh sửa lại file hiện trạng giải đoán.
Để đánh giá độ chính xác phân loại theo tổng hợp các tham số đề tài sử dụng chỉ số Kappa. Cách xác định chỉ số được thể hiện trong công thức sau:
Trong đó : T là độ chính xác toàn cục cho bởi ma trận sai số
E là đại lượng thể hiện sự mong muốn (kỳ vọng) phân loại chính xác có thể dự đoán trước.
Chỉ số kappa (K) càng lớn thể hiện sự phân loại càng chính xác.
Sử dụng ma trận sai số phân loại để xác định độ chính xác toàn cục (T). Bảng 2.1: Ma trận sai số phân loại
Loại hình che phủ
(ha)
Loại được giải đoán (ha)
1 2 … (k-1) k Tổng 1 O11 O12 O12 O1(k-1) O1k S1+ 2 O21 O22 … O2(k-1) O2k S2+ . . . . . . . . . … … … . . . . . . . . . k-1 O(k-1)1 O(k-1)1 … O(k-1)(k-1) O(k-1)k S(k-1)+ K Ok1 Ok2 … Ok(k-1) Okk Sk+ Tổng S+1 S+2 … S+(k-1) S+k N Trong đó: S+j: tổng theo cột. Si+: tổng theo hàng.
N: tổng diện tích trong bộ dữ liệu.
Tỷ lệ % sai số bỏ sót: ti+ = 100 * (Si+ - Oii)/Si+ Tỷ lệ % sai số thực hiện: t+j = 100 * (S+j – Ojj)/S+j Độ chính xác toàn cục của thuật toán phân loại: T = ∑Oii * 100 / n c. Phương pháp xử lý số liệu:
- Xây dựng bản đồ biến động: Dựa trên cơ sở bản đồ hiện trạng rừng thuộc lưu vực hồ Yên Lập, đề tài tiến hành chồng xếp các lớp bản đồ hiện trạng của
các năm để xây dựng bản đồ diễn biến tài nguyện rừng cho 2 giai đoạn 2005 – 2010 và 2010 – 2015. Qua đó xác định diện tích biến đổi của rừng tự nhiên thành đất trống do khai thác than gây ra.
Hình 2.2: Sơ đồ quy trình xây dựng bản đồ diễn biến rừng.
BẢN ĐỒ HT RỪNG TƯ LIỆU ẢNH VỆ TINH ĐIỀU TRA THỰC ĐỊA
Tiền xử lý ảnh
- Cắt gọt vùng làm việc - Nâng cao chất lượng ảnh. Nắn chỉnh hình học Hiệu chỉnh hình học XÂY DỰNG KHÓA ẢNH - Xây dựng và lựa chọn các chỉ số làm khóa phân loại. - Gộp nhóm các đối tượng
PHÂN LOẠI ẢNH Thống kê diện tích
Bản đồ hiện trạng từ ảnh vệ tinh XÂY DỰNG BẢN ĐỒ DIỄN BIẾN Chồng xếp bản đồ hiện trạng Tính toán biến động
2.4.3. Đánh giá ảnh hưởng của hoạt động khai thác than đến chất lượng nước mặt hồ Yên Lập:
* Tiêu chí đánh giá:
+ Hiện trạng môi trường nước thải (thu thập mẫu nước ở các trạm xử lý nước thải của các Cty khai thác than, nước thải lắng đọng tại các lò, giếng khai thác than) với các chỉ tiêu đánh giá: pH; BOD, TSS, tổng N, NH4+(N), NO2-(N), dầu động thực vật, Coliform.
+ Hiện trạng môi trường nước mặt: Từ các đặc điểm các hoạt động khai thác khoáng sản than trong khu vực, chất lượng nguồn nước mặt được đánh giá cho các chỉ tiêu như sau: BOD5 (20oC), COD, TSS, NO2-(N), NH4+(N), tổng dầu mỡ, Coliform.
* Phương pháp kế thừa số liệu: Phương pháp này được sử dụng để thu
thập các tài liệu, hồ sơ liên quan đến giấy phép khai thác, các hồ sơ môi trường liên quan của các công ty được cấp phép khai thác than trong khu vực. Đây là các căn cứ quan trọng để đánh giá tình hình tuân thủ các quy định bảo vệ môi trường của các doanh nghiệp khai thác than trong lưu vực. Trên cơ sở đó để đề xuất các giải pháp quản lý phù hợp, đảm bảo ngăn ngừa các rủi ro
môi trường cho khu vực.
* Phương pháp điều tra thực địa: Phương pháp này được áp dụng trong
nhiệm vụ nhằm thu thập được các mẫu nước tại các điểm liên quan để phân tích đánh giá chất lượng, làm cơ sở đánh giá chất lượng môi trường trong khu vực. Đồng thời, phương pháp này còn giúp thu thập được các hình ảnh, bằng chứng tư liệu về việc chấp hành các quy định pháp luật bảo vệ môi trường của các đơn vị khai thác than theo các quy định hiện hành về môi trường .
Để đánh giá hiện trạng môi trường nước khu vực khảo sát, tác giả đã tiến hành khảo sát để lấy các loại mẫu tại các vị trí như sau:
- Các mẫu nước thải sau xử lý từ các trạm xử lý của các đơn vị khai thác than trong khu vực;
- Các mẫu nước mặt trên các khe suối, hồ tiếp nhận các nguồn nước thải, từ các khu vực khai thác than thuộc đầu nguồn và gần hồ trong lưu vực của hồ Yên Lập;
Bảng 2.2: Số lượng mẫu đánh giá
TT Loại mẫu Đơn vị tính Số lượng Ký hiệu
1 Mẫu nước mặt: tại các khe suối bị
ảnh hưởng của hoạt động khai thác than, tại đầu hồ Yên Lập
Mẫu 13 NM
2 Mẫu nước thải Mẫu 8 NT
- Thời gian nghiên cứu là vào mùa khô, do đó lưu lượng dòng chảy của các con suối trong khu vực đầu nguồn của hồ Yên Lập là rất nhỏ so với công suất chứa của hồ. Nên chênh lệch vận tốc của dòng chảy giữa khu vực thượng nguồn của hồ và hạ nguồn của hồ là rất nhỏ và ảnh hưởng của các nguồn nước đầu nguồn trong mùa khô đến chất lượng nước tại các điểm xa thượng nguồn của hồ từ vài trăm mét trở đi là hầu như không đáng kể. Bởi vậy, trong khuôn khổ của đề tài chỉ thực hiện 13 mẫu nước mặt thì việc lựa chọn khảo sát các mẫu tại các con suối tiếp nhận nguồn nước thải trực tiếp từ các khu vực có khai thác than là phù hợp(Bảng 2.2)
2.4.3.1. Đánh giá đặc điểm chất lượng nước thải
* Công ty TNHH MTV than Uông Bí (Khu vực đầu nguồn):
Vị trí lấy mẫu: mẫu nước thải được lấy tại các vị trí sau (Bảng 2.3 và sơ đồ 2.2)
Bảng 2.3: Vị trí lấy mẫu nước thải tại Cty TNHH MTV than Uông Bí
STT
Ký hiệu mẫu
Thời gian
lấy mẫu Vị trí lấy mẫu Tọa độ
1 NT1 14h45’
Nước thải sau xử lý lấy lần 1 tại Trạm XLNT lò 190 – nước thải khu văn phòng của xí nghiệp
than Hoành Bồ - Công ty TNHH MTV than Uông Bí
X: 407982 Y: 2341008
2 NT2 16h15’
Nước thải sau xử lý tại trạm XLNT khu vực cửa lò +300, +320, +160 Cty than Uông Bí
X: 406683 Y: 2340893
3 NT3 17h
Nước thải sau xử lý lấy lần 2 tại Trạm XLNT lò 190 – nước thải khu văn phòng của xí nghiệp than Hoành Bồ - Công ty than
Uông Bí
X:407982 Y:2341008
Nước thải tại các bể lắng của các lò và nước thải văn phòng Cty TNHH MTV than Uông Bí (tác giả lấy 03 mẫu ở 02 vị trí tại khu vực xử lý nước thải của Công ty khai thác than, với 2 lần lấy mẫu khác nhau thời gian sau khi đã xử lý nước thải và sau khi lắng đọng ở các bể lắng khoảng thời gian từ 08h –
10h và từ 14h – 17h, ký hiệu mẫu nước thải là NT
* Công ty TNHH MTV than Thăng Long (Khu vực gần hồ Yên Lập): Vị trí lấy mẫu: mẫu nước thải được lấy tại các vị trí sau (Bảng 2.4 và sơ đồ 2.2)
Bảng 2.4: Vị trí lấy mẫu nước thải tại Cty TNHH MTV than Thăng Long STT Ký hiệu mẫu Thời gian lấy mẫu
Vị trí lấy mẫu Tọa độ
1 NT4 8h10’
Nước thải sau xử lý lấy lần 1 tại Trạm XLNT hầm lò phân xưởng khai
thác 4- mỏ Dân Chủ-Quảng La (Cty TNHH MTV than Thăng Long)
X: 409634 Y:
2331742
2 NT 5 8h50’
Nước thải sau xử lý lấy lần 2 tại Trạm XLNT hầm lò phân xưởng khai
thác 4- mỏ Dân Chủ-Quảng La (Cty TNHH MTV thanThăng Long)
X: 409634 Y:
2331742
3 NT6 9h10’ Nước thải tại giếng nghiêng phụ 43,6
– 68 X: 410613
Y: 2331306
4 NT7 9h45’
Nước thải lấy lần 1 sau các bể lắng, trước khi thoát ra hồ Yên Lập tại cửa lò giếng nghiêng phụ +35 ÷ -60
X; 410901 Y:2331366
5 NT8 10h15’
Nước thải lấy lần 2 sau các bể lắng, trước khi thoát ra hồ Yên Lập tại cửa lò giếng nghiêng phụ +35 ÷ -60
X: 410901 Y:2331366
Nước thải tại các bể lắng của các lò, giếng khai thác than (tác giả lấy 05 mẫu ở 03 vị trí tại khu vực xử lý nước thải của Công ty TNHH MTV than Thăng Long với 2 lần lấy mẫu khác nhau sau, thời gian sau khi đã xử lý nước thải và sau khi lắng đọng ở các bể lắng khoảng thời gian từ 08h – 10h và từ 14h – 17h, ký hiệu mẫu nước thải là NT.
2.4.3.2. Đánh giá đặc điểm chất lượng nước mặt
* Công ty TNHH MTV than Uông Bí (Khu vực đầu nguồn): Bảng
2.5 và sơ đồ hình 2.2
Vị trí lấy mẫu: mẫu nước mặt được lấy tại các vị trí sau
Bảng 2.5: Vị trí lấy mẫu nước mặt tại khu vực đầu nguồn (Cty TNHH MTV than Uông Bí) STT Ký hiệu mẫu Thời gian
lấy mẫu Vị trí lấy mẫu
Tọa độ
X Y
1 NM1 15h25’
Điểm 1- Nước suối Bàng Cỏ, xã Tân Dân (Vị trí thượng nguồn trên trạm
XLNT)
410062 2339493
2 NM2 15h35’ Điểm 2 – nước suối Bàng Cỏ, xã Tân
Dân 406584 2341434
3 NM3 15h55’ Nước suối gần bãi thải của Xí nghiệp
than Hoành Bồ 406991 2341475
4 NM4 17h10’ Nước mặt tại suối chảy qua cầu, qua
nhà máy XLNT 190 408366 2340397
5 NM5 16h36’ Nước suối cách lò 160 – Xí nghiệp
than Hoành Bồ khoảng 200m 407457 2341277
6 NM6 16h50’ Nước suối cách lò 160 – Xí nghiệp
than Hoành Bồ khoảng 400m 408148 2339906
7 NM11 11h15
Nước mặt tại suối Đồn, khu vực thượng nguồn (Vị trí thượng nguồn
trên trạm XLNT)
406456 2341521
8 NM12 11h30
Nước mặt suối Đồn, bên bờ trái so với đường giao thông vào mỏ (Vị trí
thượng nguồn trên trạm XLNT)
407803 2341031
9 NM13 11h40
Nước mặt suối Đồn khu vực thượng nguồn (Vị trí thượng nguồn trên
trạm XLNT)
Hiện trạng môi trường nước mặt: Lấy mẫu nước suối gần các khai trường than (cư ly các suối cách khu vực khai thác than khoảng 200 m – 1.000 m với số lượng mẫu là 04 mẫu (tại các khu vực khai thác than xuống các khe, suối chảy ra hồ Yên lập); Lấy mẫu nước mặt đầu nguồn hồ Yên Lập gần các bãi thải, lò than, nước mặt hồ Yên Lập (cư ly khu vực khai thác than khoảng 100 - 200m, với số lượng mẫu 05 mẫu.
* Công ty TNHH MTV than Thăng Long (Khu vực gần hồ Yên Lập):
(Bảng 2.6 và hình 2.2)
Vị trí lấy mẫu: mẫu nước mặt được lấy tại các vị trí sau
Bảng 2.6: Vị trí lấy mẫu nước mặt tại khu vực gần hồ (Cty TNHH MTV than Thăng Long)
STT Ký hiệu
mẫu
Thời gian
lấy mẫu Vị trí lấy mẫu
Tọa độ
X Y
1 NM7 8h15’ Nước mặt gần hồ Yên Lập, cạnh
trạm XLNT mỏ Dân Chủ 409217 2331614
2 NM8 9h30’
Nước hồ Yên Lập, tại vị trí gần
giếng nghiêng phụ 43,6 – 68 410916 2331567
3 NM9 10h35’
Nước mặt tại hồ Yên Lập sát bãi sàng tuyển than, gần cửa lò +35 ÷ -60, Công ty than Thăng Long
411020 2331099
4 NM10 10h45’
Nước mặt tại hồ Yên Lập, gần khu vực lấy mẫu NM9, Công ty than Thăng Long
411801 2331470
Hiện trạng nước mặt tại khu vực gần hồ: Tiến hành lấy mẫu nước mặt đầu nguồn hồ Yên Lập số lượng 04 mẫu, (ví trí tại các điểm thu nước của hồ; từ cách khu vực khai thác than, bãi thải xuống nước mặt hồ Yên Lập khoảng 20 – 100m);
Hình 2.3: Sơ đồ vị trí lấy mấu nước Vị trí lấy mẫu gần hồ (Cty TNHH MTV than Thăng Long Vị trí lấy mẫu đầu nguồn (Cty
TNHH MTV than Uông Bí)