3.1. Kết quả ứng dụng mơ hình quản lý CTR sinh hoạt trên địa bàn
3.1.1. Kịch bản 1
Từ hiện trạng sử dụng quản lý các điểm thu gom rác trên quận Ba Đình, ta sử dụng phần mềm ArcGIS 10.1 có kết quả như sau:
Vị trí các điểm cẩu rác: 115 điểm tập kết thu gom rác
Hình 3.1: Vị trí các điểm cẩu rác quận Ba Đình
Khoảng cách vận chuyển từ Bãi rác Đơng Anh đến vị trí các điểm cẩu thể hiện dưới hình sau:
Kết quả tính tuyến thu gom rác tối ƣu cho các xe có dung tích khác nhau:
Hình 3.3: Tuyến đƣớng thu gom của các xe chở rác Sơ đồ tuyến thu gom rác cho quận Ba Đình:
- Vị trí 2,3,4,5 – màu xanh lam nhạt là thứ tự xe thu gom rác đi qua.
Hình 3.5: Tuyến đƣờng đi dành cho xe GB ben
Hình 3.7: Tuyến đƣờng đi dành cho xe Hyundai
Hình 3.9: Tuyến đƣờng đi dành cho xe IVECO – 02
Hình 3.11: Tuyến đƣờng đi dành cho xe Mitsubishi – 07
Từ các kết quả trên việc tính tốn chi phí cho tuyến đường tối ưu được thể hiện trong bảng sau:
Bảng 3.1: Chí phí cho các xe vân chuyển rác
TT Tên chuyến Dung
tích xe Giá nhân công ($/phút) Giá nhiên liệu ($/km) Tổng chi phí ($) Tổng thời gian (phút) Tổng khoảng cách (km) 1 Xe Huyndai 2.5 2500 0.2 1.5 94.06 236.26 46.81 2 Xe W50 1 5000 0.2 1.5 85.72 207.28 44.26 3 Xe W50 2 5000 0.2 1.5 91.50 230.97 45.31 4 Xe GB Ben 5000 0.2 1.5 89.25 225.91 44.07 5 Xe Mercedes 1 5000 0.2 1.5 88.65 226.20 43.41 6 Xe Mercedes 2 5000 0.2 1.5 92.54 231.43 46.26 7 Xe IVECO 1 7270 0.2 1.5 87.09 225.11 42.07 8 Xe IVECO 2 7270 0.2 1.5 89.26 227.12 43.84 9 Xe Hino1 7000 0.2 1.5 91.13 227.60 45.61 10 Xe Hino 2 7000 0.2 1.5 90.79 227.50 45.28 11 Xe Mitsubishi 1 6200 0.2 1.5 91.29 231.56 44.98 12 Xe Mitsubishi 2 6200 0.2 1.5 89.11 228.24 43.46 13 Xe Mitsubishi 3 6200 0.2 1.5 89.71 228.10 44.09 14 Xe Mitsubishi 4 6200 0.2 1.5 89.14 228.02 43.54 15 Xe Mitsubishi 5 6200 0.2 1.5 90.19 230.66 44.06 16 Xe Mitsubishi 6 6200 0.2 1.5 91.56 229.96 45.57 17 Xe Mitsubishi 7 3500 0.2 1.5 91.44 231.82 45.07 18 Xe Daewoo 1 10000 0.2 1.5 83.61 236.85 36.24
19 Xe Daewoo 2 10000 0.2 1.5 76.85 213.66 34.12 20 Xe Daewoo 3 10000 0.2 1.5 77.26 211.18 35.02 21 Xe ISUZU 1 10000 0.2 1.5 83.07 234.77 36.12 22 Xe ISUZU 2 10000 0.2 1.5 86.67 237.70 39.13 23 Xe ISUZU 3 10000 0.2 1.5 84.34 235.38 37.27 24 Xe ISUZU 4 10000 0.2 1.5 84.38 224.72 39.43 25 Xe ISUZU 5 10000 0.2 1.5 86.90 239.08 39.08 26 Xe ISUZU 6 10000 0.2 1.5 84.11 220.12 40.08 27 Xe ISUZU 7 10000 0.2 1.5 85.41 222.67 40.88 28 Xe ISUZU 8 10000 0.2 1.5 89.72 228.30 44.06 Tổng 2454.75 6378.17 1179.12 3.1.2. Kịch bản 2
Ta sử dụng chức năng Buffer trong phần mềm ArcGIS 10.1 để xác định được số lượng vị trí điểm tập kết rác tối ưu (Khoảng cách tối đa giữa các điểm thu gom là 300m). Từ đó, ta có kết quả như sau:
Vị trí các điểm cẩu rác:
Sau khi sử dụng chức năng Buffer, thì ta loại bỏ được 33 điểm thu gom rác. Vị trí, tọa độ các điểm thu gom rác khơng thay đổi, cịn lại 82 điểm cẩu.
Hình 3.13: Vị trí các điểm cẩu rác
Hình 3.15: Tuyến đƣờng đi dành cho xe Daewoo – 03
(vị trí 2, 3, 4 – màu xanh lam đậm là thứ tự xe thu gom rác đi qua)
Hình 3.16: Tuyến đƣờng đi dành cho xe GB Ben
Hình 3.17: Tuyến đƣờng đi dành cho xe Hino 2
(vị trí 2, 3, 4 – màu xanh lam đậm là thứ tự xe thu gom rác đi qua)
Hình 3.18: Tuyến đƣờng đi dành cho xe Huyndai 2.5 (vị trí 2, 3 – màu xanh lam đậm là thứ tự xe thu gom rác đi qua)
Hình 3.19: Tuyến đƣờng đi dành cho xe ISUZU – 08
(vị trí 2, 3, 4, 5 – màu xanh lam đậm là thứ tự xe thu gom rác đi qua)
Hình 3.20: Tuyến đƣờng đi dành cho xe IVECO – 02
Từ các kết quả trên việc tính tốn chi phí cho tuyến đường tối ưu được thể hiện trong bảng sau:
Bảng 3.2: Chí phí cho các xe vân chuyển rác
TT Tên chuyến Dung tích xe Giá nhân công ($/phút) Giá nhiên liệu ($/km) Tổng chi phí ($) Tổng thời gian (phút) Tổng khoảng cách (km) 1 Xe Huyndai 2.5 2500 0.2 1.5 83.78 190.32 45.72 2 Xe W50 1 5000 0.2 1.5 64.05 151.29 33.79 3 Xe W50 2 5000 0.2 1.5 0.00 0.00 0.00 4 Xe GB Ben 5000 0.2 1.5 82.36 188.39 44.69 5 Xe Mercedes 1 5000 0.2 1.5 82.40 189.19 44.56 6 Xe Mercedes 2 5000 0.2 1.5 0.00 0.00 0.00 7 Xe IVECO 1 7270 0.2 1.5 81.95 187.98 44.36 8 Xe IVECO 2 7270 0.2 1.5 85.53 207.72 43.99 9 Xe Hino1 7000 0.2 1.5 82.13 187.24 44.69 10 Xe Hino 2 7000 0.2 1.5 87.55 208.81 45.79 11 Xe Mitsubishi 1 6200 0.2 1.5 86.13 208.17 44.50 12 Xe Mitsubishi 2 6200 0.2 1.5 82.73 188.37 45.05 13 Xe Mitsubishi 3 6200 0.2 1.5 83.36 191.61 45.04 14 Xe Mitsubishi 4 6200 0.2 1.5 78.86 184.68 41.92 15 Xe Mitsubishi 5 6200 0.2 1.5 0.00 0.00 0.00 16 Xe Mitsubishi 6 6200 0.2 1.5 69.80 170.92 35.62 17 Xe Mitsubishi 7 3500 0.2 1.5 0.00 0.00 0.00 18 Xe Daewoo 1 10000 0.2 1.5 72.38 189.47 34.48 19 Xe Daewoo 2 10000 0.2 1.5 83.95 206.31 42.69 20 Xe Daewoo 3 10000 0.2 1.5 76.44 199.38 36.56 21 Xe ISUZU 1 10000 0.2 1.5 83.15 203.29 42.50
22 Xe ISUZU 2 10000 0.2 1.5 77.93 196.37 38.65 23 Xe ISUZU 3 10000 0.2 1.5 78.51 197.84 38.94 24 Xe ISUZU 4 10000 0.2 1.5 76.86 196.92 37.47 25 Xe ISUZU 5 10000 0.2 1.5 80.58 200.93 40.40 26 Xe ISUZU 6 10000 0.2 1.5 81.28 204.43 40.39 27 Xe ISUZU 7 10000 0.2 1.5 84.63 206.71 43.29 28 Xe ISUZU 8 10000 0.2 1.5 89.01 226.49 43.71 Tổng 1935.35 4682.83 998.8
3.2. Đánh giá các chỉ tiêu liên quan
Để ước tính lượng khí thải ra, sử dụng kết quả trên vehicle CUMMINS như sau [30]:
Bảng 3.3: Ƣớc tính lƣợng phát thải quy đổi chuẩn (Euro 1)
Thơng số Giá trị
Năng lượng tiêu thụ
CO2 NOx HC HC + NOX CO PM Lượng khói 33.21 lít/100km 893.5 g/km 13.81 g/km 1.34 g/km 15.15 g/km 0.43 g/km 0.767 g/km 1.47 m-1
Dựa trên khoảng cách và lượng khí phát thải trên từng km (Bảng 3.3), ta có thể ước tính lượng phát thải của một vehicle sau khi chạy một khoảng cách đường nhất định.
Từ số lượng thùng rác động theo hiện trạng thực tế của bản đồ và lượng phát thải, chúng ta có thể thiết lập thêm các điều kiện tham số và hàm mục tiêu tối ưu:
J= x.(khoảng cách) +y.(time) + z.(lượng phát thải) min Trong đó x, y, z là các trọng số có giá trị: x + y +z = 1
Các yếu tố Khoảng cách (KC), thời gian (TG), môi trường (MT). Ma trận so sánh rõ (bảng 3.4) có chỉ sốnhất qn CR=4,6%; Mờ hố ma trận so sánh rõ, kết quả được ma trận so sánh mờ (bảng 3.5) Bảng 3.4: Ma trận so sánh rõ KC TG MT KC 1 2 2 TG ½ 1 ½ MT ½ 1 Mờ hóa, ta được: Bảng 3.5: Ma trận so sánh mờ KC TG MT 1 1 1 1/1 2/1 3/1 1/1 2/1 3/1 1/3 ½ 1/1 1 1 1 1/3 ½ 1/1 1/3 ½ 1/1 1/1 2/1 3/1 1 1 1
Từ ma trận so sánh mờ (bảng 3.5), tính trọng sốcủa các yếu tố theo Chang(1992, 1996) [40-41], các bước thực hiện như sau:
− Bước 1: Tổng hợp mức độ ảnh hưởng mờ của các yếu tố:
SKC = (3/1; 5/1; 7/1) ⊗(1/27; 6/91; 2/13) = (0,2000; 0,4762; 1,0000) STG = (5/3; 2/3; 3/1) ⊗(1/27; 6/91; 2/13) = (0,1111; 0,1905; 0,4286) SMT= (7/3; 7/2; 5/1) ⊗(1/27; 6/91; 2/13) = (0,1556; 0,3333; 0,7143) − Bước 2: So sánh các cặp số mờ: V(SKC ≥STG) = 1,00; V(SKC ≥SMT) = 1,00 V(STG≥SKC ) = 0,44; V(STG ≥SMT) = 0,66 V(SMT≥SKG) = 0,78; V(SMT ≥STG) = 1,00
− Bước 3: Giá trị nhỏ nhất của mỗi cặp số mờ: d’(KC) = MinV(SKC ≥Si) = 1,00; Si= STG, SMT d’(TG)= MinV(STG ≥Si) = 0,44; Si= SKC, SMT
d’(MT)= MinV(SMT ≥Si) = 0,78; Si= SKC, STG
[W’] = [d’(KC); d’(TG); d’(MT)]T
= [1,00; 0,44; 0,78]T
− Bước 4: Chuẩn hoá [W’] được vector trọng số rõ (crisp) cần tìm: [W] = [wKC; wTG; wMT]T= [0,449; 0,200; 0,351]T
Như vậy, trọng số x, y, z cần tìm lần lượt là 0,449; 0,200; 0,351 * Kịch bản 1:
Theo Bảng chuẩn 3.3:
Ta có tổng khoảng cách là: 1179.12 km sẽ tiêu thụ là 391.586 lít
J1= x.(khoảng cách) +y.(time) + z.(lượng phát thải – số lít nhiên liệu tiêu hao)
= 0.449x1179.12 + 0.200x6378.17 + 0.351x391.586
= 529.425 + 1275.634 + 137.447 = 1942.506 * Kịch bản 2:
Ta có tổng khoảng cách là: 998.8 km sẽ tiêu thụ là 331.701 lít
J2= x.(khoảng cách) +y.(time) + z.(lượng phát thải – số lít nhiên liệu tiêu hao)
= 0.449x998.8 + 0.200x4682.83 + 0.351x331.701
= 448.461 + 936.566 + 116.427 = 1501.454 Từ kết quả trên, ta thấy: J1 > J2
Như vậy, quy hoạch vị trí các điểm cẩu ở kịch bản 2 có tổng chi phí thấp hơn so với hiện trạng quy hoạch hiện nay của quận Ba Đình.
3.3. Đề xuất giải pháp xây dựng quy hoạch hệ thống các điểm tập kết thu gom CTR của quận Ba Đình trong thời gian tới gom CTR của quận Ba Đình trong thời gian tới
Từ kết quả trên ta có thể thấy quy hoạch các điểm tập kết thu gom rác ở kịch bản 2 giảm được chi phí vận hành, thời gian và phát thải mơi trường (bỏ được 04 xe: W50 2, Mercedes 2, Mitsubishi 5, Mitsubishi 7) so với hiện trạng sử dụng hiện nay. Tổng chi phí tiết kiệm được là 519.40 $/ngày. Đề xuất quy hoạch các điểm tập kết thu gom rác theo kịch bản 2.
Quy hoạch các điểm thu gom sẽ tránh được việc vị trí các điểm thu gom ở quá gần nhau, co cụm và điểm thu gom sẽ tập trung hơn (tạo điều kiện cho việc quản lý, thu gom và dễ đầu tư, nâng cấp đáp ứng được việc thu gom rác tối đa cho khu vực dân cư).
Xây dựng tuyến đường thu gom và bố trí vị trí các điểm thu gom theo mơ hình thu gom theo kịch bản 2 đảm bảo tính tiện ích, mỹ quan đơ thị và đạt hiệu quả cao.
Giảm được số lượng xe chạy, giảm được chi phí vận hành, chi phí đầu tư, giảm được số tuyến đường thu gom. Đây là bài tốn có thể giúp giảm chi phí mơi trường bằng việc quy hoạch bố trí lại các điểm tập kết thu gom. Trong bối cảnh nguồn thu ngân sách hạn hẹp và chi cho việc quản lý chất thải rắn lớn thì đây là giải pháp mang lại hiệu quả về kinh tế, giảm lượng phát thải vào mơi trường và có tính thực tiễn cao phù hợp với điều kiện kinh tế - xã hội quận Ba Đình.
3.4. Kết luận chƣơng 3
Ứng dụng phần mềm ArcGIS Desktop (với phiên bản ArcGIS 10.1) và chức năng Buffer đã cho kết quả với hai kịch bản:
- Kịch bản 1: từ hiện trạng 115 điểm cẩu, cho bảng 3.1 kết quả về thời gian, khoảng cách và chi phí tuyến đường vận chuyển tối ưu.
- Kịch bản 2: tối ưu hóa các điểm cẩu (loại bỏ 33 điểm còn lại 82 điểm cẩu) cho bảng 3.2 kết quả về thời gian, khoảng cách và chi phí tuyến đường vận chuyển tối ưu.
Từ kết quả chạy mơ hình trên, ta có thể đánh giá các chỉ tiêu liên quan dựa vào hàm mục tiêu tối ưu: J= x.(khoảng cách) +y.(time) + z.(lượng phát thải) min. Kết quả tính tốn ta có kịch bản 2 giảm được chi phí vận hành, thời gian và phát thải môi trường (bỏ được 04 xe: W50 2, Mercedes 2, Mitsubishi 5, Mitsubishi 7) so với hiện trạng sử dụng hiện nay. Tổng chi phí tiết kiệm được là 519.40 $/ngày. Vì vậy, đề xuất quy hoạch các điểm thu gom theo kịch bản 1 đem lại hiệu quả kinh tế giảm chi phí ngân sách quản lý chất thải rắn, đảm bảo sử dụng tối đa hiệu suất các điểm cẩu, mỹ quan đô thị và phù hợp với điều kiện kinh tế - xã hội quận Ba Đình.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Quận Ba Đình là trung tâm Hành chính – Chính trị của cả nước, nơi tập trung các cơ quan lãnh đạo cao nhất của Đảng, Nhà nước, Quốc hội, Chính phủ. Trong những năm gần đây, quận Ba Đình có bước phát triển mạnh mẽ trên nhiều lĩnh vực. Chất lượng cuộc sống của người dân trên địa bàn ngày càng cao. Tuy nhiên, kèm theo đó là khối lượng rác thải phát sinh ngày càng gia tăng. Tổng lượng rác thải phát sinh của quận Ba Đình xấp xỉ 254,4 tấn/ngày; tương đương với 0,91 kg/ngày/người. Do vậy, việc quản lý CTR là vấn đề quan trọng và cấp bách trong giai đoạn hiện nay.
Trên cơ sở phân tích, đánh giá một cách toàn diện về hiện trạng công tác quản lý CTR sinh hoạt trên địa bàn quận Ba Đình và tính toán từ các kết quả nghiên cứu, đề xuất giải pháp quản lý, quy hoạch các điểm thu gom rác thải, có thể rút ra một số kết luận tóm tắt sau:
- Luận văn đã trình bày được khái niệm, tính chất, đặc điểm và phương pháp về quản lý CTR nói chung và CTRSH nói riêng. Luận văn đã đánh giá tổng quan hiện trạng quản lý CTR sinh hoạt trên địa bàn quận Ba Đình. Từ đó đề xuất sự cần thiết phải phải quy hoạch các điểm thu gom, vận chuyển rác thải sinh hoạt phù hợp với quy hoạch phát triển của quận Ba Đình, quy hoạch chung của thành phố Hà Nội và điều kiện kinh tế, chính trị , xã hội, áp dụng thực tiễn vào quận Ba Đình.
- Đã điều tra, thu thập được các số liệu về điều kiện tự nhiên, tình hình phát triển kinh tế - xã hội, đặc biệt là môi trường và thực trạng quản lý CTR sinh hoạt trên địa bàn quận Ba Đình. Trong đó, CTR khơng qua phân loại được thu gom với khối lượng lớn gây khó khăn trong công tác xử lý ban đầu khi rác vào bãi. Mặt khác, cơng tác quản lý cịn chồng chéo, chính sách, quy định chưa rõ ràng và chưa thực sự chú trọng quan tâm trong quản lý CTRSH.
- Luận văn trình bày tổng quan về các phương pháp nghiên cứu, phương pháp luận về việc thiết lập tuyến đường thu gom CTR sinh hoạt tối ưu. Từ đó, cho thấy tính ưu việt của phương pháp đánh giá vị trí tối ưu đặt các điểm thu gom trên quận Ba Đình về quãng đường đi, thời gian và lượng phát thải.
- Luận văn đã tiến hành xây dựng được mật độ phân bố điểm thu gom rác thải sinh hoạt tối ưu.
- Phối hợp với Công ty TNHH một thành viên Môi trường đô thị Hà Nội, phịng Tài ngun và Mơi trường, UBND 14 phường trên địa bàn quận Ba Đình, tiến hành khảo sát, kiểm tra, thu thập số liệu thực làm cơ sở để đánh giá hiện trạng quản lý CTR sinh hoạt, từ đó đề xuất mơ hình thu gom, vận chuyển rác tối ưu phù hợp và mang tính khả thi cao.
- Ứng dụng công cụ tin học và kỹ thuật GIS, luận văn đã xây dựng mạng lưới các vị trí thu gom rác thải sinh hoạt tối ưu và đề xuất quy hoạch các điểm tập kết thu gom CTR của quận Ba Đình trong thời gian tới.
Nhìn chung, cơng tác quản lý CTR cịn nhiều bất cập, hạn chế. Luận văn đưa ra một số kiến nghị như sau:
- Nâng cao vai trò lãnh đạo của các cấp ủy đảng, coi trọng công tác bảo vệ mơi trường là sự nghiệp của tồn Đảng, tồn dân, là nội dung cơ bản khơng thể tách rời trong đường lối, chủ trương và kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội, là cơ sở cho sự phát triển bền vững trên địa bàn Quận.
- Tuyên truyền, nâng cao nhận thức của người dân, khuyến khích cộng đồng tham gia chương trình giáo dục về CTRSH ở các trường học, cơ sở kinh doanh, khu dân cư, tạo sự chuyển biến trong nhận thức và hành động, thực hiện tốt các quy định về thải bỏ CTRSH. Đẩy mạnh phong trào giữ gìn thành phố Sáng – Xanh – Sạch –Đẹp.
- Hoàn thiện văn bản quy định, hướng dẫn trong quản lý CTRSH. Thường xuyên thành lập đoàn kiểm tra liên ngành, phát hiện và xử lý nghiêm các đối tượng vi phạm hành chính trong lĩnh vực bảo vệ môi trường đối với CTR.
- Tăng cường các phương tiện và nhân lực cho công tác quản lý môi trường trên địa bàn Quận. Bồi dưỡng, đào tạo và cử đi học nước ngồi để tiếp thu trình độ khoa học kỹ thuật, nâng cao trình độ chun mơn nghiệp vụ.
- Hướng dẫn người dân phân loại rác theo mơ hình 3R thành 3 loại: rác vơ cơ