Hệ thống thông tin môi trường part 4 pdf

91
Về mặt tổ chức hành chính có thể xây dựng Trung Tâm Phân Tích Thông Tin Môi
Trường Vùng (TTPTTTMTV) – là cơ quan quản lý qui mô vùng trong HTQTMTQG. Cơ
quan này có các chức năng thu thập, xử lý, cung cấp tài liệu và bảo quản thông tin môi trường
cần thiết cho các cấu trúc vùng cũng như hình thành thông tin trong hình thức thích hợp để
trình lên cấp quốc gia của HTQTMTQG. Ngoài ra TTPTTTMTV phải tiến hành bảo đảm
thông tin cho các cơ quan và tổ chức quan tâm trong khuôn khổ vùng.
Ở mức quốc gia, thành phần chính của HTQTMTQG là Trung Tâm Phân Tích Thông
Tin Quan Trắc Môi Trường Quốc Gia (TTPTTTQTMTQG). Theo quyết định số 955/BVMT
của Cục Bảo vệ môi trường ngày 25/10/2004, Trung tâm quan trắc và dữ liệu môi trường
(Trung tâm QTDLMT) đã được thành lập. Cũng theo Quyết định này, Trung tâm QTDLMT
có 3 chức năng chính:
- Quan trắc môi trường:
o Quản lý hệ thống quan trắc môi trường, thực hiện quan trắc môi trường;
o Quản lý thống nhất số liệu điều tra, quan trắc về môi trường;
o Xây dựng và tổ chức thực hiện các quy trình, quy phạm, hướng dẫn, quy định,
định mức về quan trắc môi trường;
o Xây dựng, phát triển Phòng thí nghiệm và Phân tích môi trường;
- Quản lý thống nhất số liệu môi trường:
o Làm đầu mối thu thập, lưu trữ, quản lý thống nhất số liệu môi trường;
o Tổ chức và xây dựng, phát triển và quản lý thống nhất các cơ sở dữ liệu môi
trường, các hệ thống thông tin báo cáo môi trường;
o Xây dựng và tổ chức thực hiện các quy định, quy chế, quy chuẩn thông tin và
cơ sở pháp lý khác về dữ liệu và thông tin môi trường.
- Ứng dụng công nghệ thông tin – viễn thông trong lĩnh vực môi trường:
o Xây dựng và phát triển hạ tầng cơ sở công nghệ thông tin của Cục Bảo vệ môi
trường;
o Làm đầu mối nghiên cứu, triển khai ứng dụng công nghệ thông tin, viễn thông,
viễn thám, hệ thống thông tin địa lý (GIS) của Cục Bảo vệ môi trường.

Để giải quyết nhiệm vụ này trong TTPTTTQTMTQG phải thực hiện việc thu thập,
bảo quản và phân tích thông tin môi trường tổng hợp nhận được từ các mắt xích thông tin của
các Hệ thống quan trắc quy mô vùng và địa phương, cũng như thông tin tổng hợp từ các
Trung tâm cấp trung ương của các hệ thống cơ quan nhà nước.
Ngoài ra, TTPTTTQTMTQG còn giải quyết một số nhiệm vụ sau đây trong
HTQTMTQG:
- Bảo đảm hình thành các hệ thống quan trắc chuyên biệt không có ở các mức vùng và
địa phương (các hệ thống quan trắc tầng ôzôn của Trái đất, quan trắc nền, quan trắc sự
ô nhiễm xuyên biên giới các chất ô nhiễm không khí, ).
- Bảo đảm sự tham gia của quốc gia vào các hệ thống quan trắc môi trường xung quanh
của quốc tế và khu vực, trong số đó có hệ thống toàn cầu.
- Bảo đảm chất lượng và tính tương thích thông tin nhận được ở mọi quy mô của
HTQTMTQG, xử lý trên cơ sở tính đến các phương pháp khoa học phù hợp.

5.4 Đề xuất mô hình hệ thống thông tin môi trường cấp tỉnh

Qua việc thực hiện một số đề tài xây dựng công cụ tin học trợ giúp công tác quản lý
môi trường trong giai đoạn hiện nay tại một số tỉnh thành của cả nước, tác giả nhận thấy công
tác giám sát chất lượng môi trường trong giai đoạn hiện nay đòi hỏi lưu trữ các mảng thông


92
tin môi trường rất lớn và thường xuyên biến đổi. Không chỉ lưu trữ mà còn cần thiết phải khai
thác sử dụng có hiệu quả dữ liệu để thông qua quyết định ở các cấp quản lí khác nhau. Bên
cạnh đó cần thiết phải xây dựng các công cụ cho phép tính toán theo các kịch bản phát triển
khác nhau cũng cho phép dự báo và đánh giá được các hệ quả về mặt môi trường cho các
quyết định được thông qua. Từ đó cần thiết phải xây dựng Hệ thống thông tin môi trường
cho cấp cơ sở theo hệ thống quản lí môi trường cấp quốc gia.
Dựa vào cơ sở lý luận được trình bày trong mục trên, và kinh nghiệm thực tiễn trong
/[2] –[4]/ đề xuất một mô hình xây dựng Hệ thống thông tin môi trường cấp tỉnh thành tại

Việt Nam. Trên Hình 5.4 là sơ đồ khối Hệ thống thông tin môi trường (Environmental
Information System – EIS) cho cấp tỉnh thành được đề xuất. Các bước của quá trình tự động
hóa trong hệ thống thông tin môi trường được thể hiện trên Hình 5.5.
Hệ thống thông tin môi trường (EIS) được xây dựng theo nguyên lý mô đun. Bước
đầu EIS được đề xuất là sự tích hợp ba khối là khối quản lý số liệu quan trắc môi trường, khối
ngân hàng mô hình môi trường và khối cung cấp thông tin môi trường /xem [2]/. Phần dưới
đây sẽ đi vào phân tích một số khối tham gia trong EIS. Chức năng nhiệm vụ của các khối này
cụ thể như sau :

Hình 5.4.Sơ đồ cấu trúc của hệ thống thông tin môi trường cấp tỉnh thành /[
2]/



93
Người dùng
Dân chúng, chính quyền, các nhà đào tạo, danh nghiệp, các tổ chức xã hội và
các cá nhân
Kết quả
Báo cáo, bản đồ, các kết quả phân tích, các file, sách mỏng tuyên truyền, tập
bản đồ, mạng máy tính, CD-ROM
Xử lý số liệu
Các thủ tục, các phương pháp đánh giá, bản đồ
Hệ thống thông tin
địa lý
Các tỷ lệ khác nhau
Các ngân hàng dữ
liệu chuyên gia
Đất, nước, không khí, khí hậu,
năng lượng,

Các nguồn dữ liệu
Các chương trình quan trắc, files, các bản đăng ký, văn bản, ành chụp,
Hệ thống thông tin môi trường
Truyền thông
Hệ thống truy cập thông tin

Hình 5.5. Quá trình tự động hóa trong hệ thống thông tin môi trường

5.4.1.1 Khối quan trắc môi trường

Trạm quan trắc môi trường là một hệ thống tổ chức – kỹ thuật đảm bảo việc thu thập
thông tin, xử lý, biểu diễn, kiểm tra độ tin cậy và truyền thông tin. Quan trắc môi trường có ba
chức năng chính sau đây:
- Thu nhận thông tin cơ sở về tình trạng môi trường xung quanh cũng như nồng độ các
chất độc hại chứa trong các phát thải từ các nguồn thải.
- Trên cơ sở thông tin ban đầu sẽ tiến hành phân tích, tính toán, dự báo để nhận được
thông tin thứ cấp khác.
- Hình thành các cơ sở dữ liệu để thông qua quyết định về kinh tế – xã hội nhằm mục
tiêu bảo vệ môi trường.


94
Những bài toán đánh giá môi trường chủ yếu
Các phương pháp và thiết bò dự báo các tham số môi trường
Dự báo các điều kiện cuộc sống con người thế kỷ 21
Dự báo những thay đổi toàn
cầu với môi trường
Đảm bảo sự tồn tại của
nhân loại
Đảm bảo các nguồn tài

nguyên
Đảm bảo cuộc sống và sức
khoẻ con người
Dự báo
sự tác
động
tương hổ
của hệ
mặt trời-
đại
dương-
bề mặt
trái đất.
Theo dõi
q đạo
các
thiên
thạch
Dự báo
tầng
ozon
Kiểm
soát tình
trạng
môi
trường
không
khí, các
lớp băng
phủ,ngu

ồn nước
uống.
Cảnh
báo và
khắc
phục
thảm
họa môi
trường
Dự báo
các
nguồn
tài
nguyên
có ích,
các
nguồn
năng
lượng.
Đảm
bảo sự
cân
bằng
giữa số
lượng
dân cư
và tài
nguyên
lương
thực.

Đánh
giá ảnh
hưởng
do hoạt
động
kinh tế
của các
nhà
máy.
Bảo vệ
các
nguồn
nước,
các
nguồn
phóng
xạ.
Ngăn ngừa
ô nhiễm
Bảo vệ
môi trường
sinh học

Hình 5.6. Các bài tốn dự báo mơi trường chủ yếu của thế kỷ 21
5.4.1.2 Khối ngân hàng mơ hình

Như một thành phần của Hệ thống thơng tin mơi trường, khối này tập hợp các tri thức
lấy từ các kết quả nghiên cứu từ các Viện, Trung tâm hay các Trường Đại học phục vụ cho
bảo vệ mơi trường. Các tri thức này đảm bảo cho sự phát triển bền vững. Một thành phần
khơng thể thiếu trong khối nghiên cứu là các mơ hình diễn giải số liệu, tính tốn theo kịch bản

cũng như giúp dự báo. Ngày nay các Trung Tâm khoa học lớn trên thế giới đã xây dựng được
nhiều mơ hình giúp cho dự báo sự phát triển tình trạng mơi trường từ những thay đổi mang
tính tồn cầu, đảm bảo sự sống trên trái đất đến những bài tốn mang tính khu vực, địa
phương như bài tốn tìm kiếm nguồn tài ngun thiên nhiên, bảo vệ cuộc sống và sức khoẻ
con người. Các bài tốn dự báo mơi trường chủ yếu được trình bày trên Hình 5.6.
5.4.1.3 Khối cung cấp thơng tin mơi trường

Sự khơng chú ý đúng mức tới việc xây dựng các hệ thống cung cấp thơng tin mơi
trường là một trong những ngun nhân dẫn tới tình trạng mơi trường ít được cải thiện. Khối
cung cấp thơng tin mơi trường đảm bảo cung cấp cho cơng chúng và những người ra quyết
định thơng tin về những thay đổi của trạng thái mơi trường cùng các nhân tố ảnh hưởng đến
trạng thái đó. Vấn đề xây dựng các báo cáo mơi trường phục vụ cho các đối tượ
ng khác nhau
là một mảng đề tài quan trọng đang được Cục Bảo vệ mơi trường phối hợp với chính phủ Đan
mạch nghiên cứu xây dựng. Với đặc tính phức tạp và nhanh biến động của mơi trường thì việc


95
nghiên cứu xây dựng hệ thống cung cấp thông tin hỗ trợ cho công tác quản lý môi trường là
một bài toán không đơn giản nhưng rất cần cho thực tiễn. Ngoài ra, tính kịp thời thì tính đầy
đủ của thông tin giúp cho việc đưa ra các giải pháp môi trường một cách kịp thời. Trong đề tài
/Bùi Tá Long và CTV, 1999 - 2002. Báo cáo tổng hợp kết quả đề tài «Hệ thống thông tin trợ
giúp công tác quản lý, qui hoạch và đánh giá tác động môi trường ». Đề tài cấp Trung tâm
Khoa học tự nhiên và Công nghệ quốc gia, 121 trang/ có đề xuất một số giải pháp xây dựng
khối này trong EIS hướng tới hai đối tượng cụ thể là: cung cấp thông tin cho chính quyền
phục vụ cho công tác quản lý và cung cấp thông tin cho dân chúng. Một số loại hình cung cấp
thông tin môi trường:

- Chỉ tiêu và chỉ số môi trường: loại hình này giúp các nhà quản lý , người dân nắm
được thực chất của một khối lượng dữ liệu phức tạp. Loại hình thông tin môi trường

này đơn giản, cô đọng và dễ hiểu;
- Báo cáo hiện trạng môi trường: Đây là loại hình báo cáo môi trường toàn diện nhất.
Nó cung cấp một cách nhìn bao quát về các mặt: điều kiện, xu hướng và quá trình, báo
gồm thông tin về các hoạt động của con người cũng như về các tài nguyên thiên nhiên;
- Chính sách, chiến lược và kế hoạch môi trường quốc gia: Các loại hình này bao
gồm các kế hoạch hành
động ngành, các chiến lược phát triển bền vững;
- Báo cáo đánh giá tác động môi trường: Mục tiêu của đánh giá tác động môi trường là
dự bao và xác định những thay đổi môi trường, đặc biệt là những thay đổi do các hoạt
động của con người gây ra.
5.5 Khía cạnh kỹ thuật thực thi hệ thống thông tin môi trường

Để thực thi Hệ thống thông tin môi trường (HTTTMT), như đã lưu ý ở phần trên cần
phải ứng dụng công nghệ mạng kết nối các máy tính cá nhân. Tại Trung tâm xử lý thông tin
môi trường cấp địa phương cần thiết lập máy tính với bộ nhớ lớn, bộ vi xử lý đủ mạnh. Để
hiển thị thông tin cần sử dụng màn hình lớn có độ phân giải cao. Trên Hình 5.7 là sơ đồ cấu
hình kỹ thuật mẫu để tham khảo của khối thông tin quan trắc môi trường cho HTTTMT.
Các phương tiện viễn thông đóng vai trò quan trọng trong hệ thống thông tin môi
trường. Thực vậy, như chúng ta biết các nguồn thải, các đầu cảm biến đo nồng độ các chất ô
nhiễm cũng như hệ thống trung tâm xử lý thông tin thường nằm cách tách biệt. Ngoài ra
khoảng cách giữa các thiết bị đo và các thiế
t bị dùng cho tính toán có thể thay đổi rất khác
nhau khi đối tượng quan trắc nằm trên một diện rộng, có thể từ vài chục m tới vài chục km.
Khoảng cách đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn các phương tiện viễn thông.
Với những khoảng cách không lớn lắm có thể nối cáp quang là cách tiện lợi và đảm bảo tốc
độ cao. Có thể sử dụng mạng cục bộ.


96
Modem voâ tuyeán

Hình 5.7. Sơ đồ cấu hình kỹ thuật của Hệ thống thông tin môi trường cấp tỉnh

Với những đối tượng quan trắc nằm trên một diện lớn không tiện cho việc sử dụng cáp
quang người ta sử dụng mạng điện thoại cục bộ hay mạng điện thoại thành phố. Ở đây cần lưu
ý tới tốc độ truyền. Trong trường hợp không thể sử dụng được dây dẫn (ví dụ như nằm ở
những vị trí khó tiếp cận, hoặc ở những khoảng cách quá xa) có thể sử dụng các thiết bị liên
lạc bằng vô tuyến và anten. Trong hệ thống tự động quan trắc một trong số giải pháp thực tế
nhất là dùng modem. Ưu điểm nổi bật của mô đem là khả năng tổ chức thông tin với những
máy tính cá nhân nằm ở xa và việc ứng dụng môđem chỉ giới hạn ở việc soạn thảo ra các phần
mềm điều khiển. Việc sử dụng modem rất tiện lợi cho việc trao đổi thông tin giữa trạm xử lý
thông tin Trung Tâm và trạm quan trắc tự động. Ngoài ra với việc sử dụng môđem khả năng
bổ sung các trạm mới ở xa không làm ảnh hưởng tới khả năng làm việc của các bộ phận viễn
thông khác. Tại trạm xử lý thông tin Trung Tâm và các trạm ở xa cần thiết phải thiết lập các
phần mềm giao tiếp với các cổng liên kết khác nhau.
5.6 Một số kết quả triển khai xây dựng hệ thống thông tin môi trường cho các tỉnh thành
Việt Nam

Trong công trình [3], đã đề xuất một mô hình thông tin được đặt tên là INSEMAG.
Phần mềm INSEMAG (INformation System for supporting Enviroronmental Management for
An Giang). Đây là một Hệ thông tin – mô hình môi trường tích hợp trợ giúp công tác quản lý
môi trường, trong đó hệ quản trị CSDL MS SQL server (quản lí các dữ liệu quan trắc môi
trường nước, không khí, khí tượng, thủy văn, ) GIS và các mô hình tính toán ô nhiễm không
khí và nước mặt. INSEMAG có các mục tiêu: giúp thuận tiện trong việc diễn giải thông tin
môi trường; hỗ trợ trong việc phân tích thông tin môi trường; cung cấp công cụ trong việc
phân tích, đánh giá các kịch bản khác nhau.́


97
INSEMAG tích hợp cơ sở dữ liệu quan trắc chất lượng môi trường của địa phương

như các lớp bản đồ chuyên đề môi trường bên cạnh các lớp thông tin bản đồ địa lí như các lớp
về sông ngòi, hành chính, . Về cấu trúc INSEMAG gồm ba mô đun chính là: ANGIMOD –
mô đun quản lý các dữ liệu quan trắc môi trường, ANGICAP – mô đun quản lý các nguồn
thải điểm và tính toán phát tán ô nhiễm không khí theo mô hình Berliand, ANGIWASP – mô
đun quản lý các cống thải xuống sông và tính toán phát tán ô nhiễm trong môi trường nước
theo mô hình Paal đối với các nguồn thải hoạt động trong một khoảng thời gian xác định.
Bên cạnh những ưu điểm nhất định, INSEMAG có một số nhược điểm như:
- Tính tự động hóa còn chưa cao. Cụ thể là chưa tích hợp các TCVN 1995 và 2001 về
chất lượng môi trường nước và không khí vào phần mềm. Điều này gây khó khăn cho
người sử dụng khi muốn so sánh các số liệu quan trắc với TCVN cho công tác đánh giá
được chất lượng môi trường;
- Chưa có khả năng chuyển đổi dữ liệu từ các định dạng (format) khác vào INSEMAG.
Điều này gây khó khăn cho người dùng đã có sẵn các file ở dạng format khác muốn
chuyển đổi vào INSEMAG.
- Các Báo cáo môi trường được thực hiện còn kém tự động và chưa phong phú;
- Hỗ trợ GIS chưa nhiều ví dụ như chưa cài đặt các chức năng mới như tương tác trực
diện trên bản đồ, tính diện tích và chu vi các hình;
- Các chức năng biểu diễn kết quả mô phỏng còn chưa phong phú.
- Phần hỗ trợ tính toán mô phỏng còn ít ví dụ như các nguồn thải chưa thể nhóm lại
thành group để thực hiện các phép xoá hay cùng tịnh tiến theo một vectơ cho trước.

Trong [6] đã đề xuất mô hình tin học mới khác về cơ bản so với INSEMAG. Phần
mềm được xây dựng trên cơ sở mô hình này được đặt tên là ENVIMNT (viết tắt của cụm từ
tiếng Anh là ENVironmental Information Management software for Ninh Thuan).
ENVIMNT là sự tích hợp trong một công cụ duy nhất các module sau :
- Module quản lý bản đồ số hoá
- Module quản lý dữ liệu
- Module phân tích, truy vấn, làm báo cáo
- Module quản lý tập văn bản môi trường
- Module mô hình

- Module WEB
- Module quản lý giao diện và giao tiếp user
Sơ đồ cấu trúc của ENVIMNT được thể hiện trên Hình 5.8.


98
Module điều khiển
giao diện và giao
tiếp với người
dùng
Module quản lý
nhập xuất CSDL
ENVIMNT
Module phân tích
lập báo cáo, truy
vấn dữ liệu
Module quản lý
bản đồ
Module hiển thị
thông tin trên
Web
Module quản lý văn
bản pháp luật và các
quy định về môi
trường
Module quản lý
mô hình
Người dùng
Cơ sở dữ liệu

Hình 5.8. Sơ đồ cấu trúc tổng quan ENVIMNT
5.6.1 Module quản lý bản đồ số

Dữ liệu bản đồ số trong phần mềm ENVIMNT được kế thừa dữ liệu bản đồ tỉnh Ninh
Thuận đã được số hóa từ phần mềm GIS thông dụng là Mapinfo. Để xây dựng module quản
lí bản đồ số trong ENVIMNT các tác giả đã xây dựng chương trình sử dụng ngôn ngữ lập
trình Visual C++. Module bản đồ số trong ENVIMNT 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
5.6.2 Module quản lý dữ liệu

Phần mềm ENVIMNT có mục tiêu kết hợp giữa GIS và hệ quản trị dữ liệu phi không
gian (trong trường hợp cụ thể ở đây là các dữ liệu môi trường) thể hiện ở một số điểm dưới
đây:
- ENVIMNT sử dụng hệ thống MS SQL server phiên bản 2000 để lưu trữ, hệ thống hóa,
bảo quản dữ liệu liên quan tới môi trường như vị trí địa lí, địa chỉ của nguồn thải, mô tả
vật lí của ống khói (chiều cao, đường kính), các phân tích liên quan tới các chất độc hại
mà nguồn thải này thải ra (đo đạc, lấy mẫu ), thông tin về tiêu chuẩn TCVN về chất
lượng không khí, dữ liệu liên quan tới nhà máy quản lí ống khói này, các dữ liệu liên
quan tới khí tượng, Đặc điểm nổi bật của dữ liệu này là tính đa dạng, phong phú
các thuộc tính và thường xuyên thay đổi theo thời gian. Chính vì vậy chỉ có những hệ


99
thống quản trị CSDL mạnh như MS SQL Server mới đủ sức để quản lý có hiệu quả các
dữ liệu này.
- Xử lý thống kê các dữ liệu cũng như tính toán theo mô hình toán nhằm đánh giá mức
độ ô nhiêm môi trường cần thiết phải sử dụng ngôn ngữ lập trình đủ mạnh như Visual

C ++ kết hợp với các công cụ khác như : ToolKit, Objective Grid, Objective Graph,
thư viện SQL API dùng truy cập cơ sở dữ liệu.
Sơ đồ khối của module nhập xuất dữ liệu trong ENVIMNT được thể hiện trên Hình
5.9.

text
Module nhập xuất dữ liệu
Module nhập xuất
dữ liệu môi
trường
Module nhập xuất
tiêu chuẩn VN về
môi trường
Module nhập xuất
văn bản về môi
trường
Module nhập xuất dữ
liệu môi trường từ
FILE
Module nhập xuất dữ
liệu môi trường bằng
tay
Module nhập xuất dữ
liệu môi trường từ
các database khác
Module nhập
xuất dữ liệu đối
tượng không
khí
Module nhập

xuất dữ liệu đối
tượng nước
Module nhập
xuất dữ liệu đối
tượng nước mặt
Module nhập
xuất dữ liệu đối
tượng nước thải
Module nhập
xuất dữ liệu đối
tượng nước ngầm
Module nhập
xuất dữ liệu đối
tượng nước
Module nhập
xuất dữ liệu đối
tượng không
khí
Module nhập xuất
dữ liệu đối tượng
nước
Module nhập xuất dữ
liệu đối tượng không khí
Module nhập xuất
dữ liệu đối tượng
nước ven biển
Module nhập xuất
dữ liệu đối tượng
nước uống

Hình 5.9. Sơ đố cấu trúc module nhập xuất dữ liệu

Phần mềm ENVIMNT cho phép thực hiện một số chức năng như tạo mới một trạm
quan trắc mới, di chuyển trạm từ vị trí cũ sang vị trí mới. Lưu ý rằng mỗi trạm quan trắc có
các loại thông số :
- Thông số cố định theo thời gian (ví dụ như chiều cao ống khói)
- Thông số thay đổi theo thời gian (ví dụ lượng phát thải chất ô nhiễm)
Trước khi nhập số liệu, ENVIMNT yêu cầu người sử dụng xác định vị trí và thời điểm
lấy mẫu theo qui trình được qui định trong TCVN. Người sử dụng được cung cấp các giao
diện với tiếng Việt thân thiện để nhập thông tin cần thiết.

5.6.3 Module phân tích, truy vấn, làm báo cáo

Nội dung chính trong xử lý các số liệu quan trắc môi trường là lấy ra những thông tin
có ích cho một mục tiêu nào đó. Ví dụ như chúng ta cần quan tâm tới thông tin: nồng độ của
một chất cụ thể chẳng hạn như BOD và câu hỏi đặt ra là có bao nhiêu lần trong một khoảng
thời gian nào đó (ví dụ như trong một năm xác định) giá trị nồng độ của BOD vượt quá giới
hạn cho phép. Chính vì vậy không chỉ lưu trữ, bảo quản các dữ liệu quan trắc môi trường,


100
ENVIMNT hướng tới chức năng cho phép phân tích các dữ liệu đã được lưu trữ trong CSDL
để đánh giá xu thế phát triển môi trường tỉnh Ninh Thuận.
Các chức năng được xây dựng trong module truy vấn dữ liệu cho phép xác định vùng
và các nguồn có thể gây ra sự vượt quá chuẩn cho phép từ đó đưa ra những thông báo kịp thời
cho các cơ quan chức năng, hỗ trợ cho việc thông qua quyết định nhằm khắc phục và làm
giảm thiểu các hậu quả có thể.

Hình 5.10. Sơ đồ module truy vấn dữ liệu

Bảng 5.1. Các module cơ bản trong khối xử lý truy vấn dữ liệu trong ENVIMNT
STT
Tên module Nội dung
1 ENVIMQR1 Truy vấn dữ liệu theo thời gian, cho phép truy vấn theo dữ liệu
tùy chọn nằm trong khoảng thời gian xác định hoặc theo các
giá trị trung bình theo ngày, tháng, năm do người dùng tự
chọn.
2 ENVIMQR2 Truy vấn dữ liệu vượt tiêu chuẩn cho phép. Người dùng có thể
chọn các bản tiêu chuẩn VN cũng như các chỉ tiêu khác nhau
trong tiêu chuẩn để so sánh với các giá trị quan trắc.
3 ENVIMQR3 Truy vấn dữ liệu vượt chuẩn theo tần suất : cho phép xác định
các điểm quan trắc vượt quá một ngưỡng nào đó do người sử
dụng chọn.
4
ENVIMQR4 Truy vấn dữ liệu theo không gian được người dùng chọn.:
chọn huyện, chọn xã trong huyện, …

Báo cáo môi trường là một công việc không thể thiếu trong qui trình quản lý
môi trường. Báo cáo được thực hiện theo yêu cầu của các cấp quản lý nhằm đánh giá được
chất lượng môi trường đối tượng quan tâm.


101
Module tạo lập báo cáo
Đối tượng không khí Đối tượng nước
Đối tượng khác
Module kết xuất các báo
cáo theo các form cố định
Module truy vấn
theo thời gian

Module truy
vấn dữ liệu
vượt chuẩn
Module truy
vấn dữ liệu
theo khu vực
Module truy
vấn dữ liệu
theo tham số
tự do
Module kết xuất dưới dạng biểu đồ, hình ảnh Module kết xuất ra file word, excel
Module kết xuất các báo
cáo theo định dạng động

Hình 5.11. Sơ đồ cấu trúc khối module tạo lập báo cáo

ENVIMNT cung cấp chức năng sản sinh báo cáo một cách tự động nhờ các công
cụ được xây dựng riêng. Công cụ sinh báo cáo tự động có nhiệm vụ sinh ra các bảng biểu và
bản đồ theo một định dạng cố định theo mẫu của cơ quan quản lý môi trường cấp trên theo
tùy chọn của người quản lý.
Dựa vào TCVN về môi trường cũng như một số tài liệu hướng dẫn nghiệp vụ
quan trắc, trong ENVIMNT đã thiết kế mẫu báo cáo. Các dòng thông tin trong module tạo lập
báo cáo được trình bày trên
Hình 5.11. Phần mới của ENVIMNT so với những sản phẩm
trước đây là các module kết xuất các báo cáo định dạng động.
5.6.4 Module quản lý tập văn bản môi trường

Người cán bộ quản lý môi trường trong giai đoạn hiện nay đòi hỏi phải nắm được một
số lượng lớn các tài liệu văn bản liên quan tới quản lý nhà nước về môi trường. Ngay cả
những người có bộ nhớ tốt nhất cũng không thể nhớ hết hay đọc hết các văn bản này.

ENVIMNT sẽ trợ giúp khắc phục khó khăn này bằng cách cho phép tích hợp các văn bản môi
trường quan trọng.

Người sử dụng có thể bổ sung những văn bản môi trường vào ENVIMNT tùy theo nhu
cầu của mình.
5.6.5 Module mô hình

Các phần mềm GIS thông dụng trên thế giới như Mapinfo, ArcView, rất mạnh về
xử lý các dữ liệu không gian nhưng không chuyên sâu về tích hợp mô hình toán. Đây là lý do


102
thúc đẩy nhiều nhóm, Trung tâm nghiên cứu trên thế giới xây dựng các phần mềm tích hợp
mô hình toán với GIS để giải quyết nhiều bài toán ứng dụng. Việc tích hợp mô hình toán vào
GIS và xử lý dữ liệu môi trường đã được tiến hành trong nhiều đề tài trước đây mà
ENVIMNT không phải là ngoại lệ.
Trong ENVIMNT được tích hợp hai nhóm mô hình toán : mô hình phát tán ô nhiễm
trong môi trường không khí Berliand và mô hình phát tán ô nhiễm trong môi trường nước
Paal. Các CSDL cần thiết để chạy mô hình toán trong ENVIMNT gồm : các dữ liệu từ các
trạm khí tượng, các dữ liệu phi công nghệ về nguồn thải điểm (chiều cao, đường kính nguồn
thải, tọa độ địa lý, tên cơ quan chủ quản, ). Các dữ liệu này được ENVIMNT quản lý và
được người sử dụng lựa chọn để đưa vào phần kịch bản. Ngoài ra, để chạy mô hình toán, các
dữ liệu liên quan tới sự hoạt động của nguồn thải (lưu lượng, tải lượng ô nhiễm, nhiệt độ khí
thoát ra, ) được nhập vào thông qua giao diện của ENVIMNT.
Các module con để thực hiện module này được trình bày trong
Bảng 5.2 .
Khối module mô hình trong ENVIMNT hướng tới các mục tiêu:
- quản lý tổng hợp và thống nhất các thông tin liên quan tới các phát thải, xả thải;
- tính toán theo mô hình sự lan truyền và khuyếch tán tác nhân ô nhiễm trong môi trường
không khí và nước bề mặt;

- cung cấp công cụ trong việc phân tích, đánh giá ảnh hưởng các nguồn điểm theo các
hoạt cảnh khác nhau.
Cơ sở lí luận và thực tiễn của mô hình Berliand và Paal đã được nghiên cứu trong
công trình khoa học c
ủa các nhà khoa học trong và ngoài nước.






103
Bảng 5.2. Các module con cần thiết cho phần mềm tích hợp

5.6.6 Module WEB

Một trong những kết quả của đề tài này là xây dựng trang Web riêng phục vụ cho
công tác quản lý nhà nước của Sở Tài nguyên và Môi trường Ninh Thuận. Các chức năng
chính của Web này gồm:
- User với quyền hạn chế
- Chức năng đổi mật khẩu, tên đăng nhập
- Chức năng đổi thông tin cán bộ
- Chức năng xem và thêm thông tin về khí tượng
- Chức năng duyệt và nhập tin tức
- Chức năng duyệt, ghi nhận, trả lời thông tin góp ý
- Chức năng nhập lịch tiếp dân
- Chức năng nhập văn bản, thủ tục đăng ký môi trường
- Chức năng duyệt và nhập tin tức tài nguyên
- Chức năng nhập thư ngỏ
- Chức năng nhập dự báo thời tiết

- User với quyền không hạn chế
- User hệ thống với quyền cao nhất

5.6.7 Module quản lý giao diện và giao tiếp user

Ký hiệu tên các
module
Chức năng của các module
ENVIMODEL1 Nội suy các dữ liệu theo không gian
ENVIMODEL2 Vẽ đường đồng mức
ENVIMODEL3 Mô hình Berliand tính toán mô phỏng lan truyền và
khuếch tán chất ô nhiễm cho nguồn điểm thải cao
ENVIMODEL4 Mô hình Paal tính toán mô phỏng phát tán chất ô
nhiễm từ cống xả
ENVIMODEL5 Xây dựng lưới tính toán rời rạc theo không gian cho
tính toán mô phỏng cũng như biểu diễn trực diện các
dữ liệu
ENVIMODEL6 Lấy những thông tin cần thiết từ CSDL cho tính toán
mô phỏng
ENVIMODEL7 Lấy những thông tin cần thiết từ kết quả tính toán
mô phỏng để biểu diễn kết quả hoặc thông qua quyết
định
ENVIMODEL8 Biểu diễn kết quả tính toán mô phỏng dưới dạng các
đồ thị
ENVIMODEL9
Biểu diễn kết quả tính toán theo phương pháp chồng
lớp thông tin của GIS


104

Các module quản lý bản đồ số hoá, quản lý dữ liệu, phân tích, truy vấn, làm báo cáo,
quản lý tập văn bản môi trường và module mô hình cùng làm việc trong một hệ thống thống
nhất thông qua module quản lý giao diện và giao tiếp user. Mối liên hệ giữa các module này
và module quản lý giao diện và giao tiếp user được thể hiện trên Hình 5.8.
5.6.8 Một số công cụ khác

ENVIMNT cho phép tìm kiếm nhanh chóng các điểm lấy mẫu theo tên gọi hay mã số.
Chức năng này cho phép người sử dụng nhanh chóng tìm kiếm các trạm (trong số rất nhiều
trạm hiện lên trên bản đồ). Khi người sử dụng nhập vào các thông số một cách chính xác theo
yêu cầu của ENVIMNT, trạm lấy mẫu cần tìm sẽ hiện ra ngay (nhấp nháy trên màn hình và
hiện ra màu đỏ). Bạn đọc quan tâm nhiều hơn nữa những thông tin về ENVIMNT có thể truy
cập vào trang Web: www.envim.com.vn.


Hình 5.12. Giao diện của phần mềm ENVIMNT

Câu hỏi và bài tập

1. Tính cấp thiết phải ứng dụng CNTT trong công tác quản lý tài nguyên môi trường tại
Việt Nam trong giai đoạn hiện nay.
2. Thế nào là một Hệ thống thông tin hỗ trợ phân tích dữ liệu môi trường.
3. Thế nào là một Hệ thống quan trắc môi trường. Chức năng của hệ thống này. Cơ sở kỹ
thuật để xây dựng các Hệ thống quan trắc môi trường.
4. Trình bày sự phân cấp trong hệ thống quan trắc môi trường trong hệ thống quốc gia.
Chức năng của từng cấp.
5. Trình bày mô hình Hệ thống thông tin môi trường cấp tỉnh thành trên ví dụ phần mềm
ENVIMNT.


105

Tài liệu tham khảo

1. Bùi Tá Long và CTV, 2002. Hệ thống thông tin trợ giúp công tác quản lý, qui hoạch và
đánh giá tác động môi trường. Báo cáo tổng hợp kết quả đề tài cấp Trung tâm Khoa học tự
nhiên và Công nghệ quốc gia 1999 – 2000, 121 trang.
2. 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.
3. 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.
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.

106
CHƯƠNG 6 MỘT SỐ MÔ HÌNH MẪU LAN TRUYỀN CHẤT
Ô NHIỄM TRONG MÔI TRƯỜNG

Hiện nay không có một lĩnh vực hiểu biết, nhận thức nào mà người ta không nói đến
mô hình. Trong nghĩa rộng, mô hình được hiểu là một cấu trúc được xây dựng trong tư duy
hoặc thực tiễn, cấu trúc này tái hiện lại thực tế ở dạng đơn giản hơn, công thức hơn và trực
quan hơn. Chức năng quan trọng nhất của mô hình là chức năng nghiên cứu. Trong thực
nghiệm mô hình vừa là đối tượng được nghiên cứu, vừa là công cụ nghiên cứu đối tượng
được mô hình hóa. Ưu điểm chủ yếu của các thực nghiệm trên mô hình – đó là khả năng
nghiên cứu nhiều tình huống mà trên các đối tượng thực có khi hiếm xảy ra, hoặc chỉ xảy ra
trong tương lai.
Như đã lưu ý ở các chương trước, hệ thống thông tin môi trường trong giai đoạn hiện
nay không chỉ thu thập, xử lý các dữ liệu quan trắc đo đạc được mà còn phải có khả năng dự
báo cũng như tính toán các hậu quả có thể có do việc thực thi các dự án hoạt động kinh tế.
Đây chính là lý do cần mở rộng khái niệm Hệ thống thông tin môi trường thành Hệ thống
thông tin – mô hình môi trường như đã được chỉ ra trong phần hai của giáo trình này. Thành

phần quan trọng của Hệ thống thông tin – mô hình môi trường là ngân hàng các mô hình về
các môi trường nước, không khí và đất. Sự tích hợp các mô hình vào hệ thống thông tin môi
trường là một trong những nhiệm vụ quan trọng trong bất kỳ dự án về hệ thống thông tin môi
trường nào. Phần dưới đây trình bày khái quát về một số mô hình mẫu lan truyền chất ô
nhiễm không khí và nước. Giáo trình này không đặt mục tiêu trình bày đầy đủ về lĩnh vực mô
hình lan truyền chất. Đây sẽ là một môn học độc lập khác. Mục tiêu của chương trình giới
thiệu một số mô hình về nước và khí đã được tác giả giáo trình này nghiên cứu từ khía cạnh lý
luận cũng như thực tiễn. Đây là cơ sở lý luận cho các phần mềm CAP cũng như các phần
mềm ENVIMWQ 2.0, ENVIMAP 2.0, ECOMAP 2.0.
6.1 Mô hình lan truyền chất ô nhiễm không khí từ nguồn điểm

Sự lan truyền các chất ô nhiễm khác nhau trên một diện rộng trong khí quyển là quá
trình vật lý rất quan trọng. Sự lan truyền các chất ô nhiễm không khí theo diện rộng trong khí
quyển có thể gây ra tổn thất nặng nề (ít nhất dưới các điều kiện khí tượng nào đó) cho nhiều
vùng khác nhau mặc dù trong những vùng này không có bất kỳ nguồn thải lớn nào. Vì vậy
quá trình này cần được nghiên cứu cẩn thận.
Có hai câu hỏi được quan tâm nhiều nhất cần trả lời là:
(1) Sự tham gia của các nguồn thải từ một vùng đã cho đến các vùng lân cận diễn ra
như thế nào ?
(2) Mối liên hệ giữa mức phát thải với mức ô nhiễm tại các vùng lân cận? (những yếu
tố nào ảnh hưởng đến việc làm giảm đi mức ô nhiễm tại vùng lân cận).

Việc giải đáp hai câu hỏi trên sẽ giúp cho nỗ lực giảm mức độ ô nhiễm đến mức qui
định một cách tối ưu. Bình thường giảm ô nhiễm là quá trình tốn kém, vì vậy làm thế nào để
giảm thiểu ô nhiễm đến mức cần thiết là một bài toán mang ý nghĩa thực tiễn quan trọng. Các
mô hình toán mô phỏng ô nhiễm không khí là những công cụ không thể thiếu để giải quyết
các bài toán được phác họa ở trên. Phần dưới đây trình bày ngắn gọn một số vấn đề liên quan
tới mô hình hóa nhiễm bẩn không khí.

107
Trước khi đi vào trình bày chi tiết chúng ta cùng nhau xem xét các thuật ngữ đã được
Tổ chức năng lượng quốc tế định nghĩa như sau:
Chuyển động của dòng không khí dưới tác động của gió trong thời gian và sau giai
đoạn nâng cột khói gọi là sự lan truyền (transport). Chuyển động rối của khí quyển gây nên
sự chuyển động tùy ý của khí thải, dẫn tới sự lan đi của nó theo các hướng ngang và đứng
cùng không khí. Quá trình này gọi là khuếch tán không khí (atmospheric diffusion). Sự tổ
hợp của lan truyền (transport) và khuếch tán (diffusion) gọi là sự phân tán không khí
(atmospheric dispersion). Mô hình mô tả các quá trình này gọi là mô hình lan truyền khuếch
tán không khí (atmospheric transport-diffusion) hay các mô hình phân tán không khí
(atmospheric dispersion).
Hiện tượng vật lý được gọi lan truyền ô nhiễm không khí diện rộng, bao gồm 3 giai
đoạn chính:
1.Phát thải (emission). Trong giai đoạn đầu tiên này, các chất ô nhiễm tỏa (emitted)
vào khí quyển từ các nguồn thải khác nhau. Nhiều nguồn thải là do con người, nhưng
một số chất ô nhiễm lại được phát ra từ các nguồn tự nhiên.
2.Lan truyền (transport). Lan truyền chất ô nhiễm thật sự diễn ra trong giai đoạn thứ
hai. Tác nhân gây ra là gió. (Lan truyền chất ô nhiễm trong không khí do gió trong một
số tài liệu còn được gọi là “ sự truyền tải các chất ô nhiễm không khí” “advection of the
air pollutant”).
3.Biến đổi trong quá trình lan truyền (Transformations during the transport). Ba quá
trình vật lý chính diễn ra suốt quá trình lan truyền các chất ô nhiễm trong khí quyển:
3.1.Khuếch tán (Diffusion). Các chất ô nhiễm không khí khuếch tán rộng trong khí
quyển (theo cả chiều ngang và chiều dọc).
3.2.Lắng đọng (Deposition). Một số chất ô nhiễm bị lắng đọng ở nhiều nơi trên bề mặt
trái đất (đất trồng, nước, và cây cối). Hai loại hiện tượng lắng đọng thường được quan
tâm: lắng đọng khô và lắng đọng ướt. Lắng đọng khô tiếp tục trong suốt quá trình lan
truyền diện rộng trong khi lắng đọng ướt chỉ diễn ra khi có mưa.
3.3.Phản ứng hóa học (Chemical reactions). Nhiều phản ứng hóa học khác nhau diễn
ra trong suốt quá trình lan truyền chất ô nhiễm trong khí quyển. Kết quả của các phản

ứng hóa học này là nhiều chất ô nhiễm thứ cấp được tạo ra (các chất ô nhiễm không khí
được thải trực tiếp từ các nguồn thải trong không khí thường được gọi là các chất ô
nhiễm sơ cấp.


6.1.1 Cơ sở lựa chọn mô hình tính toán lan truyền và khuếch tán chất ô nhiễm không khí

Các mô hình nhiễm bẩn của không khí là biểu diễn toán học các quá trình phân tán tạp
chất và các phản ứng hóa học diễn ra, kết hợp với tải lượng, đặc trưng của phát thải từ các
nguồn công nghiệp và các dữ liệu khí tượng được sử dụng để dự báo nồng độ chất bẩn đang
xét.
Các nghiên cứu trong 70 năm qua trong lĩnh vực này cho thấy: ngoài các khó khăn mô
phỏng các tham số khí tượng (sự phân bố của gió và nhiệt độ trong lớp biên của khí quyển, sự
mô tả các quá trình khuếch tán và bức xạ mặt trời), cần phải lưu ý đến các yếu tố liên quan tới
bản chất của các chất ô nhiễm: sự nóng lên của các chất được thải ra, sự chuyển hóa do kết
quả của các phản ứng hóa học.


108
Trong trường hợp đơn giản nhất, các chất ô nhiễm được xét như một chất khí trơ
không nóng với khối lượng riêng bằng khối lượng riêng của không khí. Tuy nhiên, trên thực
tế các chất thải của các nhà máy hóa học và các xí nghiệp công nghiệp là khí nóng. Do vậy
khi mô phỏng, người ta thường lưu ý tới sự ảnh hưởng của tính nổi nhiệt và các chuyên gia đã
đưa ra những hiệu chỉnh trong công thức dự báo nồng độ tạp chất. Việc dự báo các hạt lơ lửng
bài toán còn phức tạp hơn do cần phải lưu ý tới sự lắng do trọng lực. Về mặt hóa học, nếu lưu
ý tới các thành phần hoạt tính, nghĩa là các thành phần là nguyên nhân của khói quang hóa, sẽ
dẫn đến bài toán còn phức tạp hơn nữa, bởi vì khi đó ta còn phải đưa vào mô hình bức xạ mặt
trời và độ ẩm.
Như vậy, để xây dựng mô hình dự báo chất lượng không khí tại một thời điểm bất kì
cũng như tại một vị trí bất kì của khu công nghiệp cần phải dựa vào sự hiểu biết các qui luật

vật lý, khí tượng và hóa học.
Các mô hình được sử dụng để dự báo sự nhiễm bẩn trong các điều kiện của thành phố
cũng như cho một phần lãnh thổ rộng lớn hơn phải thỏa các điều kiện sau:
- Có kích thước không gian và thời gian tương ứng với sự thay đổi nồng độ trong miền
đang xét vào khoảng thời gian dự báo;
- Tác vụ từ quan điểm thời gian đòi hỏi để thực hiện nó (nghĩa là phải cho kết quả nhanh
chóng);
- Cho phép biểu diễn tổng hợp về các quá trình lan truyền, khuếch tán, các phản ứng hóa
học và đặc trưng của chất thải.
Ngày nay trên thế giới đã tích lũy được nhiều kinh nghiệm quí báu trong việc xây
dựng các mô hình liên quan tới ô nhiễm không khí. Viện sĩ Moiseev N.N., nhà khoa học hàng
đầu của Liên xô cũ về nghiên cứu môi trường, khi đề cập tới các công trình xây dựng mô hình
đã đưa ra bức tranh khái quát về hai phương pháp tiếp cận:
Hướng nghiên cứu thứ nhất xây dựng các mô hình ở mức độ chi tiết cao đòi hỏi các
phương tiện tính toán mạnh và CSDL đầy đủ. Các mô hình này phục vụ cho các mục tiêu
nghiên cứu và việc đưa ra phổ biến rộng rãi cho việc sử dụng rộng rãi ít được khuyến cáo.
Hướng nghiên cứu thứ hai đặt mục tiêu khiêm tốn hơn và hướng tới sử dụng rộng rãi
cho các bài toán thông qua các quyết định hành chính. Bài toán thực tiễn ở đây là sự cần thiết
phải so sánh các kịch bản thực thi quyết định khác nhau, do vậy cần phải xây dựng một phần
mềm với khả năng đối thoại rộng rãi, với khả năng đưa vào các đánh giá chuyên gia, khả năng
tính toán một số các hệ số bán thực nghiệm từ các số liệu quan trắc (các phương pháp tính
toán này đã được kiểm nghiệm tốt từ thực tiễn). Các mô hình như vậy có thể tương đối đơn
giản nhưng đủ để thông qua quyết định trong bài toán bảo vệ môi trường. Gần 70 năm qua kể
từ khi xuất hiện các công trình nghiên cứu của Bonsanquet - Pearson (1936) và Sutton (1947),
đến này số lượng công trình liên quan tới xây dựng mô hình ô nhiễm không khí lên tới hàng
nghìn, thật khó mà có thể thống kê nổi tất cả các mô hình này trong một công trình nghiên
cứu nào. Nói như Krapivin V.F., không phải tất cả các mô hình này hướng tới nghiên cứu ảnh
hưởng của ô nhiễm lên môi trường vùng. Trong nhiều công trình đã liên kết các mô hình lan
truyền ô nhiễm, các mô hình nghiên cứu ảnh hưởng của ô nhiễm lên thực vật và thế giới động
vật, mô hình nghiên cứu ảnh hưởng các hoạt động kinh tế của con người phụ thuộc vào các

quá trình xã hội và các quyết định kinh tế được thông qua. Hiện giờ các mô hình phức hợp
như vậy được xây dựng cho từng vùng riêng biệt và hướng tới phục vụ cho các cơ quan quản
lý môi trường tại các khu vực đó.
Kinh nghiệm của nhiều nghiên cứu trong lĩnh vực mô hình hóa các quá trình lan
truyền các chất nhiễm bẩn trong không khí khẳng định sự cần thiết phải phân loại các quá
trình này tương ứng với mối liên hệ giữa các kích thước theo không gian và thời gian. Sự cần
thiết phải phân loại như vậy được chứng minh chặc chẽ tại nhiều chương trình quốc tế như


109
“Những thay đổi toàn cầu”, “Chương trình về hóa học khí quyển toàn cầu”, “Mô hình các
chu trình tuần hoàn sinh địa hóa”… . Phụ thuộc vào kích thước thời gian - không gian của
đối tượng và các quá trình sinh thái và địa vật lý người ta chia ra làm 4 mức độ sau:
- Mức độ toàn cầu tiến hành khảo sát với kích thước toàn cầu có lưu ý đến các tác động
tổng hợp của các yếu tố mà người khảo sát quan tâm tới trong một khoảng thời gian từ
vài tháng tới vài chục năm (ví dụ các mô hình thay đổi khí hậu, mô hình tính toán hiệu
ứng nhà kính, ).
- Mức độ vĩ mô (mức độ hành tinh) - xem xét các đối tượng và các quá trình trong không
gian có kích thước vài ngàn km, kích thước thời gian - từ một vài tháng tới một năm
(mô hình lan truyền vượt tuyến của chất bẩn của các quốc gia hay các hành tinh với
nhau, mô hình này đã được đưa vào áp dụng tại Châu Âu và Bắc Mỹ,…).
- Mức độ trung bình (mức độ vùng) - xem xét các quá trình trong không gian có kích
th
ước từ vài trăm m tới vài trăm km và thời gian từ vài giờ tới một vài tháng (các quá
trình nhiễm bẩn khí quyển tại các thành phố công nghiệp, các tổ hợp công nghiệp, các
tình huống tai biến khi có sự phát tỏa lớn của các chất bẩn vào không khí là thuộc mức
độ này).
- Mức độ vi mô (mức độ địa phương) - xem xét các quá trình trên một diện tích từ vài m
tới một vài trăm m và thời gian từ vài phút đến một vài chục phút (m
ột bài toán sinh

thái tiêu biểu ở đây là tính cho một số ít các nguồn thải và xem xét chi tiết phân bố
không gian của nồng độ tại một địa phương nào đó).
Chính vì vậy trước khi xây dựng mô hình cần phải xác định các bước theo thời gian và
không gian đối với quá trình và đối tượng đang xem xét. Các khoảng thời gian được phân loại
như sau :
- các quá trình lắng đọng – tính bằng phút hoặc giờ;
- sự thoát hơi của thực vật – tính bằng giờ, ngày;
- sự hình thành trái cây – tính bằng ngày, tháng;
- sự thay đổi trong các quần xã thực vật và động vật – tính bằng tháng, năm;
- sự hình thành đất – tính bằng nhiều năm hay thế kỷ;
- các quá trình địa mạo – tính bằng nhiều thế kỷ, hay thiên niên kỷ.
Từ các kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học hàng đầu trong lĩnh vực mô hình hóa
cho phép định hướng trong việc lựa chọn mô hình. Điều đầu tiên trước khi tiến hành xây dựng
mô hình cần phải phân loại các khoảng thời gian đối với các quá trình đang xét. Việc làm này
là cần thiết nằm xác định ưu tiên trong lựa chọn mô hình và như vậy xác định được cấu trúc
phần mềm phục vụ cho tính toán thực tế.
Hiện nay trong bài toán mô hình hóa ô nhiễm không khí tồn tại một số phương pháp
phân loại mô hình phân tán chất ô nhiễm khác nhau.
Từ quan điểm tổng hợp tất cả các yếu tố khác nhau, để tính toán mức độ ô nhiễm
không khí người ta chia ra làm bốn giai đoạn trong sự phát triển phương pháp mô phỏng
nhiễm bẩn không khí công nghiệp. Dạng đơn giản hơn cả của mô hình là mô hình “hộp”. Mô
hình này giả thiết sự pha trộn hoàn toàn bên trong một khối đơn vị có diện tích bằng cả một
vùng lớn và chiều cao được xác định bởi biên trên của sự pha trộn. Chất được phát ra bởi các
nguồn không đổi, phân bố đều trên lãnh thổ vùng. Để tính dòng chất bẩn qua tường của khối
người ta sử dụng công thức vận tốc trung bình của gió.
Tiếp theo là loại mô hình vệt khói hay còn gọi là các mô hình khuếch tán. Loại mô
hình này mô tả sự phân tán của chất khí trơ từ một nguồn điểm, đường hay nguồn diện tích.
Sự phân tán ngang thường được đánh giá từ các quan sát thực nghiệm và là hàm số của thời
gian. Sự khuếch tán đứng được xác định như là hàm số của độ ổn định của khí quyển.

110
Giai đoạn tiếp theo của sự phát triển dự báo nhiễm bẩn do hoạt động của con người là
việc mô phỏng dựa trên việc giải phương trình vi phân bảo toàn khối lượng. Các phương trình
này bao gồm các phản ứng hóa học, sự thay đổi theo thời gian của các tham số khí tượng, mô
tả đầy đủ hơn sự phát thải từ các nguồn, nghĩa là lưu ý tới sự thay đổi các chất thải trong
không gian và theo thời gian. Lớp các mô hình này bao gồm các phương trình bảo toàn khối
lượng của tạp chất đang xét, ở đây các biến liên quan tới các phương trình chuyển động,
truyền nhiệt và trạng thái là các tham số đầu vào của phương trình mô tả sự lan truyền và
khuếch tán của chất ô nhiễm.
Cuối cùng xấp xỉ đầy đủ và hoàn chỉnh hơn cả trong việc mô phỏng nhiễm bẩn công
nghiệp là giải các phương trình đầy đủ, ba chiều, thay đổi theo thời gian của lớp biên khí
quyển có bao hàm cả phương trình bảo toàn khối lượng.
Tổ chức Khí tượng thế giới (WMO) và Chương trình Môi trường của Liên hợp quốc
(UNEP) đã có cách phân loại theo ba hướng chính sau đây:
- Mô hình thống kê kinh nghiệm dựa trên cơ sở lý thuyết toán học Gauss. Các nhà toán
học có công phát triển mô hình này là Taylor (1915), Sutton (1925 – 1953), Turner
(1961 – 1964), Pasquill (1962 – 1971), Seifeld (1975) và gần đây được các nhà khoa
học môi trường của các nước như Mỹ, Anh, Pháp, Hunggari, Ấn độ, Nhật Bản, Trung
Quốc, ứng dụng và hoàn thiện mô hình tính theo điều kiện của mỗi nước.
- Mô hình thống kê thủy động, hoặc lý thuyết nửa thứ nguyên (còn gọi là mô hình K).
Mô hình này được Berliand (Nga) hoàn thiện và áp dụng ở Liên Xô. Ở Việt Nam, KS
Nguyễn Cung cũng đã áp dụng mô hình này cho một số công trình, dự án.
- Mô hình số trị, tức là giải phương trình vi phân bằng phương pháp số.
Ngày nay do vấn đề môi trường đã trở thành vấn đề toàn cầu cho nên nhiều chính phủ
đã quan tâm đặc biệt cho các chương trình nghiên cứu môi trường trong đó có bài toán xây
dựng mô hình phục vụ cho việc thông qua quyết định hành chính. Hiện nay tại Việt Nam đã
xuất hiện nhiều chương trình nghiên cứu xây dựng các mô hình phục vụ cho bài toán thông
qua quyết định tại các khu công nghiệp lớn của đất nước. Phần dưới đây phân tích và hệ thống
nghiên cứu xây dựng các mô hình ảnh hưởng của ô nhiễm không khí.

Mặc dầu đi sau và còn nhiều khó khăn do điều kiện kinh tế và chiến tranh, các nhà
khoa học Việt Nam đã sớm tiếp cận phương pháp mô hình hóa ô nhiễm không khí phục vụ
cho công tác quản lý và nghiên cứu. Đề tài cấp nhà nước 42A – 04 – 01 với điều kiện thiếu
thốn về thiết bị kỹ thuật đã tiến hành thu thập các dữ liệu cao không, các dữ liệu phát thải và
kiểm tra mô hình Berliand cho một số vùng ở miền Bắc. Các kết quả tính toán theo mô hình
được so sánh với số liệu đo đạc và cho kết quả tương đối tốt, có thể chấp nhận.
Trong vài năm lại đây, xuất hiện nhiều tài liệu nghiên cứu và giảng dạy các vấn đề liên
quan tới ô nhiễm không khí và tính toán lan truyền, khuếch tán chất ô nhiễm không khí bằng
tiếng Việt. Đáng lưu ý là hai cuốn sách của 2 giáo sư Trường Đại học xây dựng Hà nội /[3] –
[
4]/. Trong hai cuốn sách này đã tập hợp được nhiều kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước
về phương pháp mô hình trong nghiên cứu giải quyết vấn đề ô nhiễm không khí.
Trong những năm gần đây nhóm nghiên cứu của tác giả giáo trình này đã có một số
nghiên cứu các phương pháp xử lý thống kê các số liệu quan trắc tại các trạm khí tượng để
xác định các hệ số khuếch tán k
0
và k
1
(là các hệ số cần thiết cho mô hình Berliand).
6.1.2 Mô hình Berliand tính toán lan truyền chất ô nhiễm trong khí quyển
6.1.2.1 Sự phân bố chất ô nhiễm và phương trình toán học cơ bản



111
Để mô tả quá trình lan truyền và khuếch tán chất ô nhiễm không khí theo không gian
và thời gian bằng các phương trình toán học thì người ta xem xét trị số trung bình nồng độ
chất ô nhiễm.

C

max
h
x
m
X(km)
Z(m)
v
G


Hình 6.1. Sơ đồ khuếch tán luồng khí thải dọc theo chiều gió

Dưới tác dụng của gió tự nhiên các luồng khí, bụi phụt lên từ miệng ống khói sẽ bị
uống cong theo chiều gió thổi. Chất ô nhiễm dần dần bị khuếch tán rộng ra tạo thành vệt khói
/Hình 6.1/. Kết quả khảo sát cho thấy các chất khí thải và bụi lơ lửng lan truyền chủ yếu theo
vệt khói trong phạm vi góc cung hẹp chỉ 10º – 20º. Một số hạt bụi nặng sẽ tách khỏi vệt khói
và rơi xuống mặt đất ở gần ống khói. Nếu coi góc mở của vệt khói không đổi theo khoảng
cách thì diện tích do vệt khói gây ô nhiễm sẽ tăng tỷ lệ với bình phương của khoảng cách.
Trong trường hợp tổng quát trị số trung bình của nồng độ chất ô nhiễm trong không
khí phân bố theo thời gian và không gian được mô tả từ phương trình lan truyền, khuếch tán
rối và biến đổi hóa học như sau:

CC
z
C
K
zy
C
K
yx

C
K
xz
C
V
y
C
V
x
C
V
t
C
zyxzyx
β−α+
∂
∂
∂
∂
+
∂
∂
∂
∂
+
∂
∂
∂
∂
=

∂
∂
+
∂
∂
+
∂
∂
+
∂
∂
)()()(
(6.1)
Trong đó: C – nồng độ trung bình của chất ô nhiễm (mg/m
3
); x,y,z – các thành phần
tọa độ theo 3 trục Ox, Oy, Oz; t – thời gian; K
x
, K
y
, K
z
– các thành phần của hệ số khuếch tán
rối theo 3 trục Ox, Oy, Oz; V
x
, V
y
, V
z
– các thành phần của tốc độ trung bình theo ba trục

Ox, Oy, Oz ; α - hệ số tính đến sự liên kết của chất ô nhiễm với các phần tử khác của môi
trường không khí; β - hệ số tính đến sự biến đổi chất ô nhiễm thành các chất khác do quá trình
phản ứng hóa học xảy ra trên đường lan truyền.
Phương trình (6.1) rất phức tạp (mặc dù vậy nó chỉ mô phỏng sự lan truyền chất ô
nhiễm). Trên thực tế để giải được phương trình này người ta phải tiến hành đơn giản hóa trên
cơ sở thừa nhận một số điều kiện xấp xỉ bằng cách đưa ra các giả thiết phù hợp với điều kiện
cụ thể. Những giả thiết này xuất phát từ các lập luận sau đây:
Công suất của nguồn điểm phát thải là liên tục và coi là quá trình dừng, nghĩa là
0=
∂
∂
t
C
(6.2)


112
- Nếu hướng trục Ox trùng với hướng gió thì thành phần vận tốc gió chiếu lên trục Oy sẽ
bằng 0

uVV
x
==
G
⇒
0
=
y
V
(6.3)

- Trên thực tế thành phần khuếch tán rối theo chiều gió nhỏ hơn rất nhiều so với thành phần
khuếch tán rối theo phương vuông góc với chiều gió, khi đó:

0≈
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
∂
∂
∂
∂
x
C
K
x
x
(6.4)
-
Tốc độ thẳng đứng thường nhỏ so với tốc độ gió nên có thể bỏ qua, trục z thường lấy chiều
dương hướng lên trên, do đó đối với bụi nặng thì thành phần Vz ở phương trình (6.1) sẽ bằng
tốc độ rơi của hạt (dấu âm), còn đối với chất ô nhiễm khí và bụi nhẹ thì Vz = 0.
- Nếu bỏ qua hiện tượng chuyển “pha” của chất ô nhiễm cũng như không xét đến chất ô
nhiễm được bổ sung trong quá trình khuếch tán thì α = β = 0.
Như vậy ta có thể sử dụng phương trình mô tả sự phân tán các chất ô nhiễm từ nguồn
điểm sau đây vào mục đích tính toán sự nhiễm bẩn không khí:
2
2

y
C
k
z
C
k
zz
C
V
x
C
V
yzzx
∂
∂
+
∂
∂
∂
∂
=
∂
∂
+
∂
∂
(6.5)
- Điều kiện ban đầu

Điều kiện ban đầu của bài toán lan truyền các chất ô nhiễm trong môi trường không

khí được thiết lập trên cơ sở định luật bảo toàn vật chất.
Nếu nguồn có độ cao H đặt ở gốc tọa độ, hướng trục Ox theo chiều gió với vận tốc
trung bình là
u thì tại thời điểm t = t
0
hay (t= 0), điều kiện ban đầu có dạng:

⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎨
⎧
=
=
=
=
Hz
y
x
t
0
0
0
(
)
(
)
HzyMCu

−
δ
δ
=
(6.6)
Trong đó: H – là độ cao hữu dụng; H = h + Δh. Với h – độ cao vật lý của nguồn điểm
(ống khói) (m);
Δh – độ nâng ban đầu của luồng khí thải (vệt khói) (m); C – nồng độ trung
bình của chất ô nhiễm (mg/m
3
); M – công suất nguồn thải; δ(y), δ(z – H) – là các hàm Dirắc.
Nếu như nguồn thải không phải là ống khói mà thải ra ở mặt đất thì một số tác giả cho
rằng, tại thời điểm t = 0 chất phát thải chưa hoạt động, khi đó giả sử nguồn đặt ở gốc tọa độ
thì:

⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
=
=
=
0
0
0
z
y
x
⇒ 0

=
C (6.7)
- Điều kiện biên
Trong lớp không khí khảo sát thường giới hạn bởi mặt đất, còn độ cao thường là vô
hạn hoặc hữu hạn tuỳ theo sự phân lớp của khí quyển. Thông thường điều kiện biên được thiết
lập cho 2 trường hợp phù hợp với điều kiện thực tế của quá trình khuếch tán rối. Trong trường
hợp này cần xét hai điều kiện sau:
-
Điều kiện xa vô cùng


113

Điều kiện này xuất phát từ cơ chế vật lý: nồng độ của chất ô nhiễm giảm dần khi ra xa
vô tận:

⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
∞→
∞+→
∞+→



y
z
x

thì 0→C (6.8)
- Điều kiện bề mặt trải dưới
+ Nếu bề mặt trải dưới có chứa nước (sông, hồ, ao, biển ) thì khả năng hấp thụ chất ô nhiễm
của nước rất lớn nên nồng độ chất ô nhiễm tại mặt trải dưới được xem như bằng không.
C = 0 khi z = 0 (6.9)
+ Nếu bề mặt trải dưới là khô thì điều kiện phản xạ của mặt trải dưới là rất lớn, do đó các
dòng chất thải đến mặt trải dưới bị phản xạ hoàn toàn vào khí quyển. Do đó thông lượng rối
thẳng đứng tại bề mặt trải dưới phải 0, nghĩa là:

0=
∂
∂
z
C
k
z
khi z = 0 (6.10)
Giả thiết rằng V
x
và k
z
được cho dưới dạng hàm luỹ thừa:

m
z
n
x
z
z
kk

z
z
uV
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
1
1
1
1
; ; k
y
= k
0
u (6.11)

trong đó u
1
, k
1
– là vận tốc gió và hệ số rối đo đạc và chỉnh lý tại độ cao z
1
= 1mét; n và m là
các tham số không thứ nguyên được chỉnh lý tính toán từ số liệu đo đạc trong tầng không khí
sát đất ở các khu công nghiệp (thường thì người ta lấy xấp xỉ m ≈ 1, n ≈ 0,15, z
1
= 1m, k
0
được xác định trên cơ sở giải bài toán ngược khuếch tán rối (kết quả nhận được cho thấy k
0

bằng 0.1 – 1 m phụ thuộc vào mức ổn định của tầng kết).
6.1.2.2 Công thức Berliand trong trường hợp chất khí và bụi nặng

Để giải bài toán (6.5), (6.6), (6.8), (6.10) với điều kiện (6.11), Berliand và các học trò
của mình đã sử dụng nhiều công cụ toán học khác nhau như tách biến, một số phép biến đổi
giải tích (đổi biến toán học thuần túy, phép biến đổi Laplace, hàm Grin), biểu diễn nghiệm
dưới dạng chuỗi để xác định nghiệm giải tích của bài toán. Để áp dụng vào thực tế tính toán ô
nhiễm không khí, Berliand đã giới hạn xem xét công thức giải tích nhậ
n được với z nhỏ (sát
mặt đất):
()
()
(
)
()

()
() ()
mn
m
mn
n
mn
nm
nm
mn
nm
uxkmnxk
HzMz
zyxC
mn
n
xk
y
mnmn
xnmk
zu
−+
−
−+
+
−+
+
−
−+
+

−
+
+
−+−+
−+
Γ−+
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−+−
=
2
1
2
1
2
0
2
2
1
11
2
11
2
1
0
4

22
2
1
222
exp
,,
π

(công thức này là kết quả giải bài toán (6.5), (6.6), (6.8), (6.10) với điều kiện (6.11)
theo phương pháp phân tích nghiệm dưới dạng chuỗi số và chỉ lấy những số hạng đầu tiên
trong phân tích sau khi chứng minh rằng các số hạng sau có ảnh hưởng không đáng kể tới
nghiệm chính xác). Đối với nồng độ tại mặt đất, Berliand đã đưa ra công thức:
()
()
()
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
+
−
+
=
+
xk

y
xkn
Hu
xkkn
M
yxC
n
0
2
1
2
1
1
23
01
4
1
exp
12
0,,
π
(6.12)


114
Đặc trưng nổi bật của sự phân bố nồng độ dưới mặt đất C theo trục x (nghĩa là với y =
0) là nó đạt được giá trị cực đại Cm tại khoảng cách x
m
tính từ nguồn. Các đại lượng C
m

và x
m

được tìm từ điều kiện
0=
∂
∂
=
∂
∂
y
C
x
C

(C ở đây là từ (6.12)). Từ (6.12) ta suy ra:
()
()
10
1
15.1
1
2
1116.0
uk
k
Hu
Mn
C
n

m
+
+
=
,
()
2
1
1
1
1
3
2
nk
Hu
x
n
m
+
=
+

Trong các công thức này:
u
k
k
y
=
0
; H = h + H;

⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
Δ
+
ω
=Δ
2
10
10
0
3.3
5.2
5.1
Tu
TgR
u
R
H
;T
– nhiệt độ không khí đo bằng Kelvin; u
10
– vận tốc gió tại độ cao 10 m; ω
0
–vận tốc khí thoát

ra khỏi miệng ống (m/s); R – bán kính miệng ống khói (m); g – gia tốc trọng trường; ΔT = T
b

–T (hiệu nhiệt độ của tạp chất khí thoát ra khỏi miệng ống và nhiệt độ không khí xung quanh,
T
b
và T tính bằng Kelvin = 273 + tº C).
Trong trường hợp chất thải là tạp chất nặng có cỡ hạt đồng nhất, Berliand đã nhận
được công thức tính nồng độ từ một nguồn điểm có độ cao H được xác định bằng công thức:
Trong trường hợp chất thải là tạp chất nặng cóù cỡ hạt đồng nhất, Berliand đã nhận
được công thức tính nồng độ từ một nguồn đi
ểm có độ cao H được xác định bằng công thức:

()
()
() ( ) ()
ωω
ω
ω
πω
++
+
+Γ+
=
1
10
21
1
1
112

0,,
xkxkn
uMH
yxC
n
()
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
+
−×
+
xk
y
xkn
Hu
n
0
2
1
2
1
1
4

1
exp

trong đó

()
nk
w
+
=ω
1
1

Giá trị cực đại của C
m
và khoảng cách từ đó tới nguồn xm được tìm cũng giống như
đối với tạp chất nhẹ /xem Berliand, 1975/:
(
)
()
(
)
()
,
1
5.11063.0
5.1
10
1
15.1

1
2
ω
ω
ω
ω
e
uk
k
Hu
Mn
C
n
m
+Γ
++
=
+
+

và
1
2
1
1
)5.1()1( kn
Hu
x
n
m

ω
++
=
+

Trong đó
22
.10.3.1
pp
rw ρ=
−
- là tốc độ rơi của các hạt có dạng hình cầu, trong đó -
mật độ các hạt bụi, r
p
– bán kính của chúng. Trong công thức trên w được xác định bằng cm/s,
còn 

và r
p
được cho bằng g/cm
3
và μm tương ứng.
6.1.3 Mô hình vệt khói GAUSS tính toán lan truyền chất ô nhiễm trong khí quyển
6.1.3.1 Công thức Gauss cho nguồn liên tục



115
Xét một nguồn thải điểm (ví dụ như ống khói của nhà máy, thực sự mà nói đây
không phải là một điểm tuy nhiên một diện tích nhỏ so với không gian rộng lớn có thể xấp

xỉ như một điểm) và ta tìm cách tính nồng độ dọc theo chiều gió do nguồn này thải ra. Sơ
đồ biểu diễn và tên gọi được chỉ ra trên

Hình 6.2
, ở đó gốc tọa độ được đặt tại gốc của ống khói với hướng x là hướng dọc
theo chiều gió.
C(x,0,0)
Độ cao hữu
dụng H=h+Δh
Độ nâng
vệt khói
Δh
Độ
cao
vật lý
h của
ống
khói
Nồng độ dọc theo
chiều gió x tại mặt
đất z = 0
Nồng độ cực đại tại
điểm x>0
u
x
Nguồn tương
đương hay
nguồn ảo
Nồng độ tại độ cao z
Sự phân bố dọc

theo hướng gió

Hình 6.2 Sơ đồ mô hình vết khói Gauss

Dòng khí ô nhiễm (thường người ta gọi là vệt khói như được chỉ ra ở trên

Hình
6.2) thoát ra từ ống khói và sau đó di chuyển theo hướng x và lan tỏa theo hướng
y và z khi chúng di chuyển. Các vệt khói như vậy thường bay cao lên so với ống khói bởi vì
chúng thoát ra với một nhiệt độ cao hơn nhiệt độ không khí xung quanh và với một vận tốc
đứng khi thoát ra. Đối với mô hình vệt khói Gauss, vệt khói được giả thiết là thoát ra từ điểm
có tọa độ (0,0,H) ở đó H gọi là độ cao hữu dụng , độ cao này là tổng độ cao vậ
t lý của ống
khói và vệt nâng ống khói. Độ cao vật lý của ống khói được xác định từ các thiết bị đo thông
thường.
Để xác định chúng ta sẽ giả thiết rằng ta có một nguồn điểm nằm tại điểm (0,0,H),
nguồn này thải chất ô nhiễm không nổi (nonbuoyant pollutant) với tải lượng ô nhiễm Q
(thường là m/s). Giải thiết rằng gió thổi theo hướng x với vận tốc u và rằng v
ận tốc này không
phụ thuộc vào thời gian, vị trí và độ cao. Bài toán ở đây là tính nồng độ do nguồn này thải ra
tại một điểm bất kỳ (x,y,z) với x > 0.

Với các giả thiết sau đây :

1/ Các điều kiện là tựa dừng : tất cả các tham số được dùng trong phương trình (1) được
giả thiết là không thay đổi trong một bước thời gian;