Hệ thống thông tin môi trường part 6 doc

159
hành, dựa vào nhu cầu công tác nghiên cứu và giảng dạy, tới tháng 11/2005 phần mềm
ENVIMAP 1.0 được nâng cấp thành phiên bản mới 2.0.

7.4.1 Mục tiêu của phần mềm ENVIMAP

Phần mềm ENVIMAP phiên bản 2,0 hướng tới những mục tiêu sau đây :
-
Quản lý các nguồn thài cố định (cụ thể là các ống khói).
-
Cho phép tính toán ảnh hưởng của các nguồn thải lên bức tranh ô nhiễm chung.
-
Cho phép tính toán ảnh hưởng của các nguồn thải tại những vị trí cố định (gọi là các vị
trí kiểm tra, kiểm soát).
-
Thực hiện các báo cáo về các nguồn thải cũng như các kết quả tính toán.
-
nhận và lưu trữ các dữ liệu liên quan tới khí tượng;
-
tích hợp các văn bản pháp lý liên quan tới quản lý chất lượng không khí;

7.4.2 Sơ đồ cấu trúc và các chức năng chính của phần mềm ENVIMAP

Sơ đồ cấu trúc của ENVIMAP 2.0 được trình bày trên
Hình 7.8.
ENVIMAP
BÁO CÁO
THỐNG KÊ
TÀI LIỆU HỖ

TRỢ
CSDL
MÔ HÌNH

Hình 7.8. Sơ đồ cấu trúc của phần mềm ENVIMAP
ENVIMAP 2.0 gồm 5 khối chính liên kết với nhau :
-
Khối CSDL môi trường (liên quan tới môi trường không khí) /Hình 7.9/.
-
Khối mô hình (trong phần mềm ENVIMAP là mô hình Berliand /Hình 7.10/.
-
Khối GIS – quản lý các đối tượng một cách trực diện trên bản đồ.
-
Khối thực hiện các Báo cáo thống kê.
-
Khối hỗ trợ các văn bản pháp qui.


160

Hình 7.9. Sơ đố cấu trúc CSDL môi trường trong ENVIMAP



Hình 7.10. Mô hình Berliand được tích hợp trong ENVIMAP

7.4.3 Các chức năng tạo đối tượng quản lý trong ENVIMAP

ENVIMAP được thích nghi với một vùng cụ thể được thể hiện thông qua bản đồ GIS
của vùng đó (ví dụ bản đồ GIS của Tp. Đà Nẵng). Các dữ liệu bản đồ này được thực hiện từ

các đề tài, dự án khác, theo chuẩn VN2000. Các dữ liệu này được kế thừa và đưa vào phần
mềm ENVIMAP.
7.4.3.1 Tạo Cơ sở sản xuất

Các CSSX là đối tượng cần quản lý rất quan trọng trong ENVIMAP. Có 2 khả năng
xảy ra :
-
CSSX có thể nằm ngoài khu công nghiệp (KCN) khi đó CSSX này thuộc cấp 1 ;
-
CSSX có thể nằm trong một KCN nào đó. Khi đó KCN là đối tượng cấp 1 còn CSSX
này thuộc cấp 2. Trên
Hình 7.11, khối CSSX được thể hiện bằng mũi tên gạch đứt.



161

Hình 7.11. Quy trình tạo các đối tượng quản lý trong ENVIMAP

Các CSDL liên quan tới CSSX gồm :
-
Tên CSSX
-
Thuộc Ban ngành chức năng (ví dụ thuộc Sở Công nghiệp,…)
-
Thành phần kinh tế: (Cơ quan nhà nước, Công ty liên doanh, Tư nhân, …)
-
Thuộc Ngành công nghiệp
-
Mã ngành công nghiệp

-
Danh mục các nguồn thải điểm thuộc CSSX
-
Tên giám đốc (điện thoại, fax, e-mail, web site)
-
Tên người phụ trách về môi trường
7.4.3.2 Tạo các ống khói trên bản đồ số

ENVIMAP cho phép tạo ra các nguồn thải điểm (ống khói) trực tiếp trên bản đồ số.
Đây là một đối tượng rất quan trọng cần quản lý trong ENVIMAP. Thông tin thuộc tính liên
quan tới các ống khói được trình bày trên
Bảng 7.13

Bảng 7.13. Thống tin liên quan tới ống khói

Thông tin lưu trữ Kiểu dữ
liệu
Kích thước tối
đa (byte)
Id Int 4
Mã ống khói Char 50
Tên ống khói Nvarchar 53
Kinh độ Nvarchar 53
Vĩ độ Nvarchar 53


162
X (*) Float 8
Y (*) Float 8
Chiều cao Float 8

Đường kính
Float 8


7.4.3.3 Tạo các vị trí lấy mẫu không khí cho mục tiêu quan trắc

Theo các chương trình khác nhau, hàng năm tại mỗi vùng đều có tiến hành lấy
mẫu phân tích chất lượng không khí trong vùng. Các dữ liệu này có ý nghĩa rất lớn
nhằm đưa ra các quyết định quản lý hành chính. Hiện nay tại hầu hết các tỉnh thành
của đất nước, các số liệu này nằm rải rác trong nhiều tài liệu khác nhau rất khó khai
thác. Chính vì vậy cần phải xây dựng một công cụ tin học trợ giúp công tác quản lý
tổng hợp và thống nh
ất các số liệu quan trắc này. Phần mềm ENVIMAP 2.0 giúp cho
người dùng có thể tạo ra các vị trí lấy mẫu mới trên bản đồ và nhập thông tin thu thập
được vào CSDL của phần mềm. Cấu trúc dữ liệu của điểm lấy mẫu được cho trên
Bảng 7.14
Bảng 7.14. Cấu trúc dữ liệu điểm lấy mẫu chất lượng không khí











7.4.3.4 Tạo các trạm khí tượng

Các số khí tượng như vận tốc gió, hướng gió, nhiệt độ, độ ẩm, lượng mây, … là
những thông số quan trọng tham gia vào mô hình tính toán mô phỏng chất lượng
không khí chịu ảnh hưởng bởi các nguồn thải. Tại mỗi tỉnh thành của đất nước đều có
một hay vài trạm thực hiện công tác quan trắc các tham số này. ENVIMAP 2.0 cho
phép người dùng có thể tạo ra các trạm quan trắc này trên bản đồ. Cấu trúc CSDL của
trạm này được trình bày trong
Bảng 7.15

Thông tin lưu
trữ
Kiểu dữ
liệu
Kích thước tối
đa (byte)
Mã điểm lấy mẫu
(gọi là Trạm) (*)
Char 10
Tên trạm (*) Nvarchar 50
Loại trạm nvarchar 20
Kinh độ Nvarchar 53
Vĩ độ Nvarchar 53
X (*) Float 8
Y (*) Float 8
Mô tả nvarchar 150
Ghi chú
nvarchar 150


163
Bảng 7.15. Cấu trúc dữ liệu Trạm khí tượng

Thông tin lưu trữ Kiểu dữ
liệu
Kích thước tối
đa (byte)
Mã trạm (*) Char 10
Tên trạm (*) Nvarchar 50
Địa điểm nvarchar 50
Điện thoại nvarchar 20
Kinh độ Nvarchar 53
Vĩ độ Nvarchar 53
X (*) Float 8
Y (*) Float 8
Mô tả nvarchar 150
Ghi chú
nvarchar 150

7.4.3.5 Tạo các điểm kiểm soát chất lượng không khí

Trong một vùng cần quản lý, luôn có một số điểm nhạy cảm cần giát sát chặt chẽ chất
lượng môi trường như: vị trí gần trường học, bệnh viện, khu dân cư, khu du lịch, … Phần
mêm ENVIMAP cho phép người dùng có thể tạo ra các vị trí như vậy trên bản đồ. Các vị trí
như vậy được đưa vào CSDL phục vụ cho mục tiêu quản lý. Ví dụ như khi tính toán theo mô
hình Berliand sự lan truyền ô nhiễm, phần m
ềm ENVIMAP 2.0 sẽ xuất các kết quả tính toán
tại các điểm kiểm soát chất lượng không khí. Đây là điểm mới trong phiên bản 2.0.
Bảng 7.16. Cấu trúc dữ liệu các điểm kiểm soát chất lượng không khí

Thông tin lưu trữ Kiểu dữ liệu Kích thước tối đa (byte)
Mã điểm kiểm soát

chất lượng không khí
Char 10
Tên điểm (*) Nvarchar 50
Kinh độ Nvarchar 53
Vĩ độ Nvarchar 53
X (*) Float 8
Y (*) Float 8
Mô tả nvarchar 150
Ghi chú
nvarchar 150

7.4.4 Các thông tin quan trắc được quản lý trong ENVIMAP

Các số liệu quan trắc thay đổi theo thời gian được quản lý trong phần mềm ENVIMAP
2.0 thông qua các giao diện thân thiện được xây dựng riêng. Phần dưới đây trình bày một số
cấu trúc dữ liệu thay đổi theo thời gian được ENVIMAP quản lý.



164
7.4.4.1 Số liệu quan trắc chất lượng không khí

Để nhập các số liệu này vào ENVIMAP, người sử dụng cần chọn trạm, ngày,
tháng,năm lấy dữ liệu. Cấu trúc dữ liệu chất lượng không khí được xây dựng dựa trên thực
tiễn quan trắc tại một số tỉnh thành của Việt Nam /
Bảng 7.17/.
Bảng 7.17. Cấu trúc dữ liệu của mẫu chất lượng không khí

STT Chất Tên chất Nồng
độ

1 CO

Các bon ôxít

mg/m
3

2 NO
2
Nitơ diôxít mg/m
3

3 SO
2
Lưu huỳnh
diôxít
nh
4 Pb Chì nh
5 O
3
Ôzon nh
6 Bụi nhẹ Bụi nh
7
Bụi nặng Bụi nặng nh


7.4.4.2 Thông tin về khí tượng

Số liệu khí tượng được quản lý trong ENVIMAP 2.0 /

Bảng 7.18/.

Bảng 7.18. Cấu trúc dữ liệu thông tin về khí tượng

Thông tin lưu
trữ
Kiểu dữ liệu Kích thước tối
đa (byte)
Ngày Datetime 8
Giờ Nvarchar 50
Nhiệt độ Float 8
Vận tốc Float 8
Hướng gió Nvarchar 50
Nhiệt độ
850HPA
Nvarchar 50

7.4.4.3 Thông tin về chất ô nhiễm tại các nguồn thải



165
Quản lý tải lượng ô nhiễm là một trong những nhiệm vụ quan trọng trong công
tác quản lý. ENVIMAP 2.0 được xây dựng dựa trên cơ sở quản lý các nguồn thải điểm
(tại các CSSX). Cấu trúc dữ liệu tải lượng ô nhiễm được trình bày trên

Bảng 7.19
. Các số liệu này tham gia vào quá trình mô phỏng chất lượng không khí
theo mô hình toán Berliand.

Bảng 7.19. Cấu trúc dữ liệu đặc trưng khí thải tại các nguồn thải điểm

STT Tham số Giá trị Lưu ý
1 Lưu lượng khí thải


(m
3
/giờ) Lúc tính cần
chuyển sang
m
3
/s
2 Nhiệt độ khí thoát ra T
0
c
3 Chất ô nhiễm
CO (Các bon ôxít)
NO
2
(Nitơ diôxít)
SO
2
(Lưu huỳnh diôxít)
Pb (Lưu huỳnh diôxít)
O
3
( Ôzon )
Bụi nhẹ

Bụi nặng
7.4.5 Nội dung báo cáo được thực hiện trong ENVIMAP

Có thể chia chức năng làm Báo cáo trong ENVIMAP 2.0 theo các nhóm dưới đây:
7.4.5.1 Theo thời gian do tác động của tất cả nguồn thải

ENVIMAP 2.0 cho phép thực hiện các dạng báo cáo dựa trên số liệu thay đổi theo
thời gian sau đây :
-
Kết quả quan trắc chất lượng không khí tại các điểm quan trắc (một hay nhiều trạm).
-
Kết quả tính toán (nồng độ) chất ô nhiễm tại các điểm kiểm soát; (lúc xuất kết quả ra
màn hình cho phép user chọn những thông tin liên quan tới các nguồn thải, thông tin
liên quan tới các điểm kiểm soát, khoảng cách từ các điểm này tới các nguồn thải, chất
được chọn cho tính toán, điều kiện khí tượng lúc tính, ngày giờ tính) (trong báo cáo
cũng in ra TCVN đối với chất ô nhiễm này)
-
Kết quả tính toán nồng độ cực đại chất ô nhiễm không khí được tính do nhóm các ống
khói (tính theo mô hình Berliand);
-
Cho phép User lựa chọn thêm một số chức năng như: thể hiện dưới dạng đường đồng
mức, có lưới, đường đồng mức được tô đặc hay không tô đặc, đường đồ thị.
-
Cho phép in ra % đóng góp vào ô nhiễm không khí đối với từng nguồn thải.


166

Hình 7.12. Qui trình nhập số liệu đo đạc – làm báo cáo trong ENVIMAP

7.4.5.2 Theo từng ống khói

Một số chức năng của ENVIMAP 2.0 gồm:
-
Người sử dụng được phép lựa chọn từng ống khói để ENVIMAP xuất ra kết quả cho
ống khói đó. ENVIMAP in ra Báo cáo cho riêng ống khói được chọn. Các thông tin
liên quan tới ống khói đã nhập vào ở trên được đưa vào báo cáo. Trong báo cáo in Text
các giá trị nồng độ ô nhiễm do nguồn này tại các điểm theo chiều gió tại các vị trí cố
định (do user lựa chọn) như 100 m, 200 m, 300 m, 400 m,… (user chọn: khoảng cách
xa ống khói nhất, bước tính)
-
In ra nồng độ cực đại đạt được và khoảng cách đạt được nồng độ cực đại;
7.4.5.3 Ứng dụng công cụ Crystal report

ENVIMAP 2.0 cho phép thực hiện các dạng báo cáo sau đây :
-
Xem xét khả năng trong Báo cáo đưa cả bản đồ hay đồ thị vào Báo cáo
-
Lưu kết quả thành file theo định dạng doc, excel, pdf, …
7.4.6 Chức năng thống kê trong ENVIMAP

Cũng giống như ENVIMWQ 2.0, ENVIMAP 2. đã kế thừa và phát triển các kết quả
nghiên cứu trước đây của nhóm ENVIM /xem
www.envim.com.vn/ hướng tới các công nghệ
làm Báo cáo một cách chuyên nghiệp. Qui trình thực hiện công tác thống kê được thể hiện
trên
Hình 7.13.

167


Hình 7.13. Sơ đồ qui trình làm thống kê trong ENVIMAP

7.4.7 Tính toán mô phỏng chất lượng không khí trong ENVIMAP

Nghiên cứu ứng dụng mô hình toán vào bài toán quản lý môi trường không khí là một
khía cạnh riêng rẽ với những cơ sở lý luận và thực tiễn rõ ràng. Đây là một nội dung lớn nằm
ngoài phạm vi cuốn sách giáo trình này.
Nhằm giúp cho sinh viên và học viên cao học chuyên ngành môi trường tiếp cận được
với phương pháp mô hình trong nghiên cứu và ứng dụng, trong ENVIMAP 2.0 đã tích hợp
mô hình Berliand tính toán mối quan hệ giữa “nguồn thải điểm” – “nơi tiếp nhận”. Đặc
điểm
nổi bật của mô hình này là:
-
Sử dụng các số liệu đơn giản, quan trắc hay có thể đo đạc trực tiếp;
-
Các số liệu trung bình trong phạm vi thời gian ngắn;


168
-
Đã được trường phái khoa học của Liên xô cũ và nhiều nhóm nghiên cứu của Việt Nam
nghiên cứu trong nhiều năm dựa trên các số liệu đo đạc thực tế.

ENVIMAP 2.0 thực hiện chức năng tính toán mô phỏng chất lượng không khí chịu sự
ảnh hưởng trực tiếp các ống khói. Các bước tính toán trong ENVIMAP 2.0 được thực hiện
như sau /qui trình này được thể hiện trên

Hình 7.14/ :
-
Lựa chọn thời gian cho tính toán mô phỏng (ngày, tháng, năm), (giờ: 1 trong 4 khoảng)
-
Xác định các ống khói tham gia vào kịch bản tính toán.
-
Nhập thông số về khí tượng.
-
Trước khi tính cần cho phép người dùng hiển thị bảng các tham số đầu vào tham gia
vào quá trình tính toán gồm các nhóm:
o Thời điểm cần tính toán;
o Liên quan tới ống khói: các ống khói (tên gọi, mã số, tọa độ), thông tin liên
quan tới từng ống khói (lưu lượng khí thải, các chất ô nhiễm cần tính, tải lượng
từng chất ô nhiễm cần tính);
o Liên quan tới khí tượng (Bảng 7.18) ;
o Liên quan tới lưới tính (kích thước ô lưới, chiều dài, chiều rộng của lưới tính).
Người sử dụng được phép thay đổi một số tham số trước khi đưa ra khẳng định
chấp nhận các thông số này.
-
Bắt đầu tính toán: cho phép hiện thị một số thông báo lên màn hình theo thời gian (tính
được bao nhiêu %). Kết quả được thể hiện bằng các đường đồng mức. Mặc định theo
TCVN (được đưa vào CSDL trước đó) ví dụ:mức 1: 0.1 * TCVN, mức 2: 0.5 * TCVN,
mức 3: TCVN, mức 4: 2*TCVN,…. Cho in ra giá trị cực đại để người sử dụng có thể
định hướng.
-
Lưu lại thành file (sau khi người sử dụng chọn phương án cuối cùng để hiển thị kết
quả). File kết quả cần in lại các tham số Input tham gia vào quá trình tính toán cũng
như in ra kết quả tính toán dưới dạng Text và Graphics (sự phân bố chất bẩn theo
khoảng cách đối với từng nguồn thải cũng như tác động tổng hợp do nhiều nguồn thải).

169

Hình 7.14. Các bước chuẩn bị chạy mô hình mô phỏng trong ENVIMAP

7.4.8 Các chức năng hỗ trợ khác trong ENVIMAP

Các chức năng như Tìm kiếm trạm trên bản đồ, tích hợp các văn bản, TCVN, các
thông tin hướng dẩn, sổ tay được tích hợp vào ENVIMAP theo yêu cầu của người sử dụng.




170
7.5 Xây dựng phần mềm ECOMAP – quản lý phát thải và mô phỏng chất lượng
không khí theo mô hình nguồn vùng

Một trong những vấn đề được các nhà quản lý quan tâm là quản lý các phát thải không
có tổ chức cũng như đánh giá ảnh hưởng của các nguồn thải này lên môi trường. Vấn đề này
được đề cập trong nhiều nghiên cứu khác nhau. Trước khi trình bày chi tiết, cần thiết làm sáng
tỏ một khái niệm được sử dụng rộng rãi trong các tài liệu về ô nhiễm không khí.
Các nguồn bề mặt bao gồm nhiều nguồn điểm hợp lại. Các nhóm nguồn điểm được
kết hợp thành nguồn bề mặt khi có sự phân bố tương đối đều của các nguồn này trên một mặt
bằng và khi các thông số phát thải của chúng tương đối giống nhau ví dụ như ống khói bếp từ
khu dân cư (gồm nhiều nhà có chiều cao giống nhau), các lò nung gạch cũng thuộc loại nguồn
bề mặt nơi có tập hợp nhiều ống khói thấp nằm cạnh nhau.
Phầ
n mềm ECOMAP phiên bản 2.0 ra đời năm 2005 dựa trên cơ sở nâng cấp và
chỉnh sửa phần mềm ECOCAP 1.0 (sản phẩm của dự án KC.08.08

1
do GS. Lâm Minh Triết,
Viện môi trường và tài nguyên chủ trì). Sau gần 2 năm vận hành, dựa vào nhu cầu công tác
nghiên cứu và giảng dạy, tới tháng 11/2005 phần mềm ECOCAP 1.0 được nâng cấp thành
phiên bản ECOMAP phiên bản 2.0. Phần dưới đây trình bày phác thảo về phần mềm này.
7.5.1 Mục tiêu của phần mềm ECOMAP
7.5.1.1 Mục tiêu dài hạn

ECOMAP là sản phẩm được nghiên cứu trong nhiều năm qua. ECOMAP hướng tới
các mục tiêu dài hạn sau đây:
- chuẩn bị dữ liệu để đánh giá ô nhiễm không khí do các hoạt động sản xuất tại
các xí nghiệp;
- hình thành ngân hàng dữ liệu điều tra, khảo sát các nguồn thải và các chất phát
thải;
- chuẩn bị số liệu để giải quyết bài toán chuẩn hóa các phát thải;
- nhập vào các báo cáo thống kê liên quan tới các phát thải;
- chuẩn bị và hình thành các tài liệu để nhận được Giấy phép phát th
ải;
- chuẩn bị dữ liệu đầu vào để tính toán số tiền phải trả do phát thải.

7.5.1.2 Mục tiêu ngắn hạn

Trước mắt, ECOMAP có một số mục tiêu sau đây :

- Quản lý tổng hợp và thống nhất các phát thải chất ô nhiễm không khí trong một vùng ;
-
Vẽ bản đồ phát thải từng chất ô nhiễm với việc ứng dụng công nghệ GIS;
-
Tính toán và thể hiện kết quả tính toán trên GIS với việc ứng dụng mô hình Hanna –
Gifford.

-
Thực hiện các báo cáo về phát thải theo một số mẫu cố định.

1
Bùi Tá Long, 2003. Nghiên cứu ứng dụng mô hình toán kết hợp GIS để mô phỏng và dự báo xu thế
biến đổi môi trường không khí tại Vùng kinh tế trọng điểm phía Nam. Đề tài mã số KC.08.08-38B.


171
-
Giúp cho người dùng làm quen với hệ thống các văn bản liên quan tới hoạt động bảo
vệ môi trường không khí. (trong phần trợ giúp tích hợp vào các TCVN cùng các văn
bản pháp qui).

Phần mềm ECOMAP trợ giúp người dùng:

- nhận và lưu trữ các dữ liệu liên quan tới kết quả quan trắc chất lượng không khí;
-
thực hiện tính toán thống kê số liệu sơ cấp để ra các kết quả như trung bình tháng,
trung bình quí, so sánh giữa các tháng với nhau ;
-
dự báo ảnh hưởng các nguồn thải nguồn vùng lên môi trường không khí trong
vùng chịu sự ảnh hưởng các hoạt động kinh tế của con người; (nồng độ hiểu là trung
bình theo tháng)
-
so sánh kết quả tính toán ô nhiễm theo các tiêu chí khác nhau theo các TCVN cho
phép ;
-
hình thành các Biểu mẫu báo cáo khác nhau phục vụ cho mục tiêu quản lý.
7.5.2 Sơ đồ cấu trúc và các chức năng chính của phần mềm ECOMAP

Sơ đồ cấu trúc của ECOMAP 2.0 được trình bày trên
Hình 7.15.

Hình 7.15. Sơ đồ cấu trúc của phần mềm ECOMAP
ECOMAP 2.0 gồm 5 khối chính liên kết với nhau :
-
Khối CSDL môi trường (liên quan tới các phát thải không có tổ chức) /Hình 7.16/.
-
Khối mô hình (trong phần mềm ECOMAP là mô hình Hanna- Gifford /Hình 7.17/.
-
Khối GIS – quản lý các đối tượng một cách trực diện trên bản đồ.
-
Khối thực hiện các Báo cáo thống kê.
-
Khối hỗ trợ các văn bản pháp qui.



172
KCN
CSSX
TRẠM KHÍ TƯỢNG
TRẠM LẤY
MẪU CHẤT
LƯỢNG
KHÔNG KHÍ
ĐIỂM KHẢO
SÁT CHẤT
LƯỢNG

KHÔNG KHÍ
CƠ SỞ DỮ LIỆU

Hình 7.16. Sơ đố cấu trúc CSDL môi trường trong ECOMAP

MÔ HÌNH
MÔ HÌNH HANNA
- GIFFORD


Hình 7.17. Mô hình Hanna – Gifford được tích hợp trong ECOMAP

7.5.3 Các chức năng tạo đối tượng quản lý trong ECOMAP

ECOMAP hướng tới một vùng cụ thể được thể hiện thông qua bản đồ GIS của vùng
đó (ví dụ bản đồ GIS của tỉnh Quảng Ngãi). Các dữ liệu bản đồ này được thực hiện từ các đề
tài, dự án khác, theo chuẩn VN2000. Các dữ liệu này được kế thừa và đưa vào phần mềm
ECOMAP.
7.5.3.1 Tạo Cơ sở sản xuất

Các CSSX là đối tượng cần quản lý rất quan trọng trong ECOMAP. Có 2 khả năng
xảy ra :
-
CSSX có thể nằm ngoài khu công nghiệp (KCN) khi đó CSSX này thuộc cấp 1 ;
-
CSSX có thể nằm trong một KCN nào đó. Khi đó KCN là đối tượng cấp 1 còn CSSX
này thuộc cấp 2. Trên
Hình 7.18, khối CSSX được thể hiện bằng mũi tên gạch đứt.

173

Hình 7.18. Quy trình tạo các đối tượng quản lý trong ECOMAP

Các CSDL liên quan tới CSSX gồm :
-
Tên CSSX
-
Thuộc Ban ngành chức năng (ví dụ thuộc Sở Thủy sản,…)
-
Thành phần kinh tế: (Cơ quan nhà nước, Công ty liên doanh, Tư nhân, …)
-
Thuộc Ngành công nghiệp
-
Mã ngành công nghiệp
-
Danh mục các điểm xả thải thuộc CSSX
-
Tên giám đốc (điện thoại, fax, e-mail, web site)
-
Tên người phụ trách về môi trường
7.5.3.2 Tạo các vị trí lấy mẫu không khí cho mục tiêu quan trắc

Cũng giống như ENVIMAP 2.0, ECOMAP 2.0 cung cấp chức năng giúp cho
người dùng có thể tạo ra các vị trí lấy mẫu mới trên bản đồ và nhập thông tin thu thập
được vào CSDL của phần mềm. Cấu trúc dữ liệu của điểm lấy mẫu được cho trên
Bảng 7.20
Bảng 7.20. Cấu trúc dữ liệu điểm lấy mẫu chất lượng không khí

Thông tin lưu
trữ
Kiểu dữ
liệu
Kích thước
tối đa (byte)
Mã điểm lấy mẫu
(gọi là Trạm) (*)
Char 10
Tên trạm (*) Nvarchar 50
Loại trạm nvarchar 20
Kinh độ Nvarchar 53
Vĩ độ Nvarchar 53
X (*) Float 8
Y (*) Float 8
Mô tả nvarchar 150
Ghi chú
nvarchar 150


174


7.5.3.3 Tạo các trạm khí tượng

ECOMAP 2.0 cho phép người dùng có thể tạo ra các trạm quan trắc này trên bản đồ.

Cấu trúc CSDL của trạm này được trình bày trong
Bảng 7.21
Bảng 7.21. Cấu trúc dữ liệu Trạm khí tượng

Thông tin lưu trữ Kiểu dữ
liệu
Kích thước tối
đa (byte)
Mã trạm (*) Char 10
Tên trạm (*) Nvarchar 50
Địa điểm nvarchar 50
Điện thoại nvarchar 20
Kinh độ Nvarchar 53
Vĩ độ Nvarchar 53
X (*) Float 8
Y (*) Float 8
Mô tả nvarchar 150
Ghi chú
nvarchar 150

7.5.3.4 Tạo các điểm kiểm soát chất lượng không khí

Cũng giống như ENVIMAP 2.0, ECOMAP 2.0 cho phép người dùng có thể tạo ra các
vị trí giám sát ô nhiễm không khí trên bản đồ. Các vị trí như vậy được đưa vào CSDL phục
vụ cho mục tiêu quản lý. Cấu trúc dữ liệu các vị trí như vậy được chỉ ra trên
Bảng 7.22.

Bảng 7.22. Cấu trúc dữ liệu các điểm kiểm soát chất lượng không khí

Thông tin lưu trữ Kiểu dữ liệu Kích thước tối đa (byte)

Mã điểm kiểm soát
chất lượng không khí
Char 10
Tên điểm (*) Nvarchar 50
Kinh độ Nvarchar 53
Vĩ độ Nvarchar 53
X (*) Float 8
Y (*) Float 8
Mô tả nvarchar 150
Ghi chú
nvarchar 150



175
7.5.4 Các thông tin quan trắc được quản lý trong ECOMAP

Phần dưới đây trình bày một số cấu trúc dữ liệu thay đổi theo thời gian được
ECOMAP quản lý.

7.5.4.1 Số liệu quan trắc chất lượng không khí

Phần này tương tự như ENVIMAP, để nhập số liệu vào ECOMAP người sử dụng cần
chọn trạm, ngày, tháng,năm lấy dữ liệu. Cấu trúc dữ liệu chất lượng không khí được xây dựng
dựa trên thực tiễn quan trắc tại một số tỉnh thành của Việt Nam /
Bảng 7.23/.

Bảng 7.23. Cấu trúc dữ liệu của mẫu chất lượng không khí

STT Chất Tên chất Nồng

độ
1 CO

Các bon ôxít

mg/m
3

2 NO
2
Nitơ diôxít mg/m
3

3 SO
2
Lưu huỳnh
diôxít
nh
4 Pb Chì nh
5 O
3
Ôzon nh
6 Bụi nhẹ Bụi nh
7
Bụi nặng Bụi nặng nh


7.5.4.2 Thông tin về khí tượng

Số liệu khí tượng được quản lý trong ECOMAP 2.0 /

Bảng 7.24/.
Để tính toán sự phát tán ô nhiễm không khí theo mô hình Hanna – Gifford, cần thiết số
liệu khí tượng được trung bình theo tháng. Cấu trúc của dữ liệu này được trình bày trong
Bảng 7.24. Trong ECOMAP đã tích hợp các số liệu khí tượng sơ cấp được đo đạc tại Trạm
quan trắc cấp tỉnh. Từ các số liệu sơ cấp này ECOMAP có module riêng đưa về cấu trúc như
được thể hiện trong
Bảng 7.24.

Bảng 7.24. Cấu trúc dữ liệu thông tin về khí tượng

Thông tin lưu trữ Kiểu dữ liệu Kích thước tối
đa (byte)
Độ ổn định tầng kết Loat A,B,C,D,E,F


176
Vận tốc gió (Bắc) Float 8
Tần suất (Bắc) Float 8
Vận tốc gió (Đông Bắc) Float 8
Tần suất (Đông Bắc) Float 8
Vận tốc gió (Đông) Float 8
Tần suất (Đông) Float 8
Vận tốc gió (Đông Nam) Float 8
Tần suất (Đông Nam) Float 8
Vận tốc gió (Tây) Float 8
Tần suất (Tây) Float 8
Vận tốc gió (Tây Nam) Float 8
Tần suất (Tây Nam) Float 8
Vận tốc gió (Tây) Float 8
Tần suất (Tây) Float 8

Vận tốc gió (Tây Bắc) Float 8
Tần suất (Tây Bắc) Float 8
Vận tốc gió (Tây) Float 8
Tần suất (Tây)
Float 8

Khi chạy mô hình người dùng chỉ cần chọn dữ liệu phát thải và khí tượng cho cùng
một thời điểm, khi đó ECOMAP sẽ chạy ra kết quả tính toán một cách tự động.

7.5.4.3 Thông tin về phát thải theo từng tháng đối với mỗi CSSX

Quản lý tải lượng ô nhiễm là một trong những nhiệm vụ quan trọng trong công
tác quản lý. ECOMAP 2.0 được xây dựng dựa trên cơ sở quản lý các phát thải không
có tổ chức tại các CSSX theo từng tháng. Cấu trúc dữ liệu tải lượng ô nhiễm được
trình bày trên

Các số liệu này tham gia vào quá trình mô phỏng chất lượng không khí theo mô hình
toán Hanna - Gifford được trình bày trong phần trong chương 6.

Bảng 7.25. Cấu trúc dữ liệu phát thải tại các CSSX

Phát thải
không qua
hệ thống xử
lý làm sạch
Trong số
phát thải
thông qua hệ
thống làm
sạch đã được

khử độc
STT Mã
chất ô
nhiễm
Tên
chất ô
nhiễm
Tất
cả
Từ
các
nguồn
Phát
thải
có
thông
qua
hệ
thống
làm
sạch
Toàn
bộ
Được
tái sử
dụng


177
ô

nhiễm
có tổ
chức
A 1 B 2 3 4 5 6
101 0001 Tất cả
102 0002 Bụi
Từng Chất NO
2


7.5.5 Nội dung báo cáo được thực hiện trong ECOMAP

Có thể chia chức năng làm Báo cáo trong ENVIMAP 2.0 theo các nhóm dưới đây:
7.5.5.1 Các phát thải theo thời gian tại các CSSX

ECOMAP 2.0 cho phép thực hiện các dạng báo cáo dựa trên số liệu thay đổi theo
thời gian sau đây :

- Phát thải theo từng chất đối với các CSSX được chọn
-
Cho phép in ra % đóng góp vào ô nhiễm không khí đối với từng CSSX.


7.5.5.2 Ứng dụng công cụ Crystal report

ECOMAP 2.0 cho phép thực hiện các dạng báo cáo sau đây :
-
Xem xét khả năng trong Báo cáo đưa cả bản đồ hay đồ thị vào Báo cáo
-
Lưu kết quả thành file theo định dạng doc, excel, pdf, …

7.5.6 Chức năng thống kê trong ECOMAP

Cũng giống như ENVIMWQ 2.0 và ENVIMAP 2.0, ECOMAP 2.0 đã kế thừa và phát
triển các kết quả nghiên cứu trước đây của nhóm ENVIM /xem
www.envim.com.vn ) hướng
tới các công nghệ làm Báo cáo một cách chuyên nghiệp. Qui trình thực hiện công tác thống kê
được thể hiện trên
Hình 7.13.

7.5.7 Tính toán mô phỏng chất lượng không khí trong ECOMAP

Tính toán sự phát tán ô nhiễm cho nguồn vùng là một bài toán có ý nghĩa thực tiễn. Đã
có nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước về vấn đề này. Một trong số mô hình đã được
nghiên cứu ứng dụng tại Việt nam là mô hình Hanna – Gifford. Phần cơ sở lý luận của mô
hình này được trình bày trong phần chương 6.


178
Nhằm giúp cho sinh viên và học viên cao học chuyên ngành môi trường tiếp cận được
với phương pháp mô hình trong nghiên cứu và ứng dụng, trong ECOMAP 2.0 đã tích hợp mô
hình Hanna – Giffora. Mô hình này có những đặc điểm sau:
-
Sử dụng các số liệu quan trắc khí tượng được trung bình theo từng tháng /Bảng 7.24/;
-
Đã được trường phái khoa học của Mỹ và các nước NATO do Hanna nghiên cứu trong
nhiều năm dựa trên các số liệu đo đạc thực tế. Một số cơ sở lý luận của mô hình này
được trình bày ngắn gọn trong phần chương 6 của cuốn sách. Phần trình bày chi tiết có
thể xem thêm trong các tài liệu tiếng nước ngoài.

ECOMAP 2.0 thực hiện chức năng tính toán mô phỏng chất lượng không khí chịu sự
ảnh hưởng trực tiếp các nguồn vùng. Các bước tính toán trong ECOMAP 2.0 được thực hiện
như sau / Qui trình này được thể hiện trên
Hình 7.19 /:

- Lựa chọn thời gian cho tính toán mô phỏng (tháng trong năm).
-
Xác định các CSSX trong vùng.
-
Vẽ bản đồ phát thải ô nhiễm theo từng chất.
-
Tính toán mô phỏng phát tán ô nhiễm không khí theo từng chất.
-
Lưu lại thành file (sau khi người sử dụng chọn phương án cuối cùng để hiển thị kết
quả). File kết quả cần in lại các tham số Input tham gia vào quá trình tính toán cũng
như in ra kết quả tính toán dưới dạng Text và Graphics (sự phân bố chất bẩn theo
khoảng cách đối với từng nguồn thải cũng như tác động tổng hợp do nhiều nguồn thải).


179

Hình 7.19. Các bước chuẩn bị chạy mô hình mô phỏng trong ECOMAP

7.5.8 Các chức năng hỗ trợ khác trong ECOMAP

Các chức năng như Tìm kiếm trạm trên bản đồ, tích hợp các văn bản, TCVN, các
thông tin hướng dẩn, sổ tay được tích hợp vào ECOMAP theo yêu cầu của người sử dụng.

180
Câu hỏi và bài tập

1.
Vì sao cần phải xây dựng hệ thống thông tin – mô hình tích hợp.
2.
Vì sao phải ứng dụng GIS cũng như một số điểm còn chưa mạnh của GIS. Từ đó
rút ra kết luận phải kết hợp GIS với các hệ quản trị CSDL mạnh khác như SQL,
Access.
3.
Trình bày mục tiêu, cấu trúc và một số chức năng chính của của phần mềm
ENVIMAP 2.0.
4.
Trình bày mục tiêu, cấu trúc và một số chức năng chính của của phần mềm
ENVIMWQ 2.0.
5.
Trình bày mục tiêu, cấu trúc và một số chức năng chính của của phần mềm
ECOMAP 2.0.

Tài liệu tham khảo

1.
Bùi Tá Long và CTV, 2002. ENVIM, phần mềm hỗ trợ quản lý môi trường tổng
hợp và thống nhất. Sản phẩm đề tài Nghiên cứu Khoa học Công nghệ tỉnh Bà Rịa
– Vũng Tàu, 4/2002. 69 trang.
2.
Bùi Tá Long và CTV, 2002. INSEMAG, phần mềm hỗ trợ quản lý môi trường
nước và không khí cho tỉnh An Giang. Sản phẩm đề tài Nghiên cứu Khoa học
Công nghệ tỉnh An Giang, 9/2003. 120 trang.

3.
Bùi Tá Long, Lê Thị Quỳnh Hà, Trịnh Thị Thanh Duyên, 2004. Ứng dụng tin học
môi trường phân tích ô nhiễm môi trường khu công nghiệp Hòa Khánh, Tp. Đà
Nẵng, Tạp chí Khi tượng Thủy văn, N 11 (527), 2004, trang 12 – 24.
4.
Bùi Tá Long, Lê Thị Quỳnh Hà, Lưu Minh Tùng, 2004. Xây dựng phần mềm hỗ
trợ công tác giám sát chất lượng môi trường cho các tỉnh thành Việt Nam. Tạp chí
Khi tượng Thủy văn, N 12 (517), 2004, trang 10 – 19.
5.
Bui Ta Long, Le Thi Quynh Ha, Ho Thi Ngoc Hieu, Luu Minh Tung, 2004.
Integration of GIS, Web technology and model for monitoring surface water
quality of basin river : a case study of Huong river. Proceedings of International
symposium on Geoinformatics for spatial – infrastructure development in earth
and allied sciences. Pp. 299 – 304.
6.
Bùi Tá Long, Lê Thị Quỳnh Hà, Lưu Minh Tùng, Võ Đăng Khoa, 2005. Xây dựng
hệ thống thông tin môi trường hỗ trợ thông qua quyết định môi trường cấp tỉnh
thành. Tạp chí Khí tượng – Thủy văn, số 5 (533), trang 31 – 40.
7.
Bui Ta Long, Le Thi Quynh Ha, Cao Duy Truong, Nguyen Thi Tin, 2005.
Integration GIS and environment information system for environment
management in central economic key region of VietNam. Proceedings of Asean
Conference on Remote sensing, Ha Noi 7-11/11/2005. 10 p.
8.
Lê Thị Quỳnh Hà, Lưu Minh Tùng, Bùi Tá Long, 2003. Xây dựng công cụ tích
hợp trợ giúp công tác giám sát ô nhiễm không khí vùng kinh tế trọng điểm, Tạp
chí Khi tượng Thủy văn, N 10 (514), 2003, trang 29 – 36.
9.
Web site: WWW.ENVIM.COM.VN

181
CHƯƠNG 8 PHẦN MỀM TỰ ĐỘNG HÓA TÍNH TOÁN ĐƠN
GIẢN

Chương này tập hợp một số phần mềm hỗ trợ công tác quản lý, quy hoạch và đánh giá
tác động môi trường gồm: CAP 1.0 tính toán ô nhiễm không khí theo mô hình Gauss, CAP
2.5 tính toán ô nhiễm không khí theo mô hình Berliand. Các phần mềm này đã được ứng dụng
trong công tác giảng dạy cho sinh viên một số trường Đại học trong nước. Đặc điểm nổi bật
của chúng là sự đơn giản trong sử dụng. Phần cuối tập hợp một số
bài tập ứng dụng các phần
mềm này.

8.1 Phần mềm CAP 1.0 (Computing Air Pollution)

Phần mềm CAP 1.0 (Computing Air Pollution) được thực hiện năm 1995 do Trung
tâm Bảo vệ môi trường EPC đặt hàng. Các tác giả thực hiện CAP 1.0 là Bùi Tá Long, Dương
Anh Đức, Nguyễn Đình Long. CAP 1.0 gồm 10 mô đun có những chức năng khác nhau nhằm
mục đích tự động hoá tính toán ô nhiễm không khí theo mô hình Gauss – Pasquill. Ở đây có
các công cụ tính toán phân bố nồng độ chất ô nhiễm theo chiều gió và vuông góc với chiều
gió trong các điều kiện nông thôn và thành thị do một và nhiều nguồn thải (
ống khói) gây ra;
sự phụ thuộc của nồng độ cực đại một chất ô nhiễm và khoảng cách đạt giá trị cực đại này
(tính từ nguồn thải theo chiều gió) vào tốc độ gió. Phần mềm này dễ sử dụng, có hướng dẫn
sử dụng, tính nhanh, kết quả tính toán được thể hiện trên màn hình dưới dạng đồ thị và văn
bản, có thể in ấn các kết quả này.
CAP 1.0 gồm 8 mô

đun có những chức năng khác nhau nhằm mục đích tự động hoá
tính toán ô nhiễm không khí theo mô hình Gauss – Pasquill như sau:
-
Tính phân bố nồng độ chất bẩn tại mặt đất theo chiều gió;
-
Tính nồng độ cực đại chất bẩn tại mặt đất với các vận tốc gió khác nhau;
-
Tính phân bố nồng độ chất bẩn tại mặt đất vuông góc với chiều gió;
-
Tính phân bố nồng độ chất bẩn tại mặt đất theo chiều gió cho nhiều ống khói.
Cách sử dụng tất cả các mô đun tương tự nhau: trong menu
File của mỗi mô đun ta
chọn mục
New và nhập các số liệu cần thiết vào hộp thoại hiện ra trên màn hình. Kết quả tính
toán thể hiện dưới dạng đồ thị hoặc text, có chọn dạng thể hiện bằng nút
T (Text) hoặc G (Đồ
thị) trên thanh công cụ. Các số liệu và kết quả tính toán có thể lưu giữ lại bằng lệnh
Save hoặc
Save As trên menu File. Có thể chỉnh sửa các kết quả đã lưu bằng lệnh Open trên menu File.
Có thể in ấn các kết quả trong cửa sổ nhận được bằng cách sử dụng mục
Print trên menu File.
8.1.1 Tính phân bố nồng độ chất bẩn tại mặt đất theo chiều gió

Có 2 mô đun được xây dựng cho mục đích này.
Coxr.exe tính cho vùng nông thôn,
Coxu.exe tính cho vùng thành thị.
Sau khi chọn mục New của menu File, trên màn hình sẽ xuất hiện hộp thoại (Hình
8.1)

182

Hình 8.1. Hộp thoại nhập dữ liệu tính phân bố nồng độ chất bẩn tại mặt đất theo chiều gió

Dễ thấy rằng người sử dụng nhập các số liệu cần thiết vào theo thứ tự sau để có hộp
thoại tương tự như trên
Hình 8.2
-
Số gam chất bẩn qua miệng ống khói trong một giây (g/s);
-
Độ cao ống khói (m);
-
Đường kính ống khói (m);
-
Lưu lượng khói thải qua miệng ống trong thời gian một giây (m
3
/s);
-
Nhiệt độ xung quanh của không khí tại thời điểm tính (độ K);
-
Nhiệt độ khí thoát ra khỏi miệng ống (độ K);
-
Vận tốc gió đo được tại độ cao 10m (m/s);
-
Áp suất khí quyển (mb);
-
Độ ổn định của tầng kết theo Pasquil (gồm các loại A, B, C, D, E, F);
-
Khoảng cách xa nguồn nhất cần tính (thứ nguyên là m);

-
Khoảng cách gần nguồn nhất cần tính (thứ nguyên là m);
-
Bước tính (thứ nguyên là m);
-
Tên chất bẩn cần tính (SO
2
, NO
2
, CO, Bụi, );



183

Hình 8.2. Ví dụ nhập dữ liệu

Các tính toán sẽ được tiến hành tại các điểm rời rạc tạo với chân ống khói đường
thẳng theo hướng gió. Điểm đầu tiên cách chân ống khói một khoảng cách bằng
Khoảng
cách gần nguồn nhất cần tính, khoảng cách từ một điểm tới điểm tính toán kế tiếp theo
hướng gió bằng
Bước tính. Sau khi đã vào xong mọi số liệu, ta nhấn phím Enter hay click
vào nút OK khi đó trên màn hình sẽ cho hiện ra kết quả cần tính dưới dạng đồ thị như ở
Hình
8.3 hay dưới dạng văn bản ở
Hình 8.4.


Hình 8.3. Kết quả tính toán dưới dạng đồ thị