Ứng dụng công nghệ GIS trong quản lý bụi thải và mô phỏng quá trình ô nhiễm

1
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
NGUYỄN HỒNG NHUNG
Tên đề tài:
“Ứng dụng công nghệ Gis - Viễn thám đánh giá hiện trạng và
xây dựng bản đồ cảnh báo ô nhiễm tại mỏ than Khánh Hòa -
tỉnh Thái Nguyên”
BÁO CÁO TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo: Chính quy
Chuyên ngành: Địa chính môi trường
Khoa: Quản lý Tài nguyên
Lớp: 42A ĐCMT
Khóa học: 2010 – 2014
Giáo viên hướng dẫn: TS. Hoàng Văn Hùng
Thái Nguyên, năm 2014
Phần 1
PHẦN MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Ngày nay vấn đề về môi trường trở thành vấn đề trọng tâm không chỉ của
riêng một quốc gia nào, mà nó trở thành vấn đề trọng tâm của toàn cầu (Phạm Ngọc
Hồ, 1996). Nhiều bài học để lại của những quốc gia có tốc độ phát triển kinh tế quá
nhanh mà không chú trọng và đi đôi với việc bảo vệ môi trường (Trần Ngọc Chấn,
2000). Việc hướng tới mục tiêu phát triển bền vững đã làm nảy sinh ra một lớp rộng
lớn các bài toán quản lý chất lượng môi trường. Với mục tiêu kiểm soát môi trường
một cách khách quan, từ cơ sở khoa học chất lượng môi trường là các trạm quan
trắc và các hoạt động quan trắc được thực hiện theo quy định (Lê Văn Thao, 1995).
Khi đã có nhiều số liệu quan trắc thì bước tiếp theo cần phải làm là xây dưng các
công cụ xử lý số liệu hiệu quả, kết hợp với mô hình hóa để hỗ trợ cho các nhà quản
lý ra quyết định (Bùi Tá Long, 2008).
Trong hệ thống quản lý chất lượng môi trường, quản lý chất lượng không khí

tại các khu vực khai khoáng đóng vai trò quan trọng. Chức năng quan trắc môi
trường không khí không thể thiếu vì đây là cách tốt nhất trả lời cho câu hỏi có ô
nhiễm hay không, tuy nhiên chỉ quan trắc môi trường thôi là chưa đủ vì cần phải
làm sáng tỏ tác động môi trường ở những mức độ khác nhau và những tác động tích
lũy (Phạm Ngọc Đăng, 1997, Trần Yêm và Trịnh Thị Thanh, 2003). Bên cạnh đó,
cần đưa ra dự báo về biến đổi chất lượng môi trường xung quanh dưới tác động
tổng hợp của các hoạt động khai thác khoáng sản, soạn thảo ra các khuyến cáo
nhằm tiến hành tối ưu các biện pháp bảo vệ môi trường. Để thực thi chức năng này
cần thiết phải sử sụng các phương pháp tính toán định lượng (Bùi Tá Long, 2006).
2
Hơn nữa thực tế cho thấy hàng năm những nhà máy, xí nghiệp, các mỏ khai
khoáng đã và đang thải ra hàng nghìn tấn bụi vào không khí, hoạt động này đã ảnh
hưởng trầm trọng tới sức khỏe của con người, tuy nhiên công tác quản lý môi
trường không khí ở nước ta chủ yếu ở dạng giấy truyền thống, một phần đã được số
hóa nhưng còn nhỏ lẻ và manh mún thiếu tính đồng bộ (Hoàng Văn Hùng, Nguyễn
Ngọc Anh, 2013). Nhất là vấn đề về bụi thải chưa được quan tâm đúng mức, trong
việc quản lý còn nhiều hạn chế. Chưa có cơ sở dữ liệu với độ tin cậy cao để thực
hiện công tác quản lí, đền bù cho người dân, cũng như giải quyết những vấn đề về
môi trường do bụi thải từ những xí nghiệp, nhà máy hay mỏ khai khoáng gây ra
(Hoàng Văn Hùng, Nguyễn Văn Nghĩa, 2013). Do đó, cần thiết phải có những
giải pháp hiệu quả khắc phục vấn đề đã nêu trên. Kế thừa thành tựa của nhiều
nghành khoa học, cùng sự phát triển vượt bậc của khoa học thông tin nói chung,
Ứng dụng GIS vào mô phỏng quá trình ô nhiễm và quản lý chất lượng môi trường
sẽ giải quyết hiệu quả bài toán đã nêu ra (Bùi Tá Long, 2006).
Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn, được sự đồng ý của Ban chủ nhiệm khoa Tài
nguyên & Môi trường, trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, dưới sự hướng dẫn
của thầy giáo: TS. Hoàng Văn Hùng, tôi tiến hành đề tài: “Ứng dụng công nghệ
Gis- Viễn thám đánh giá hiện trạng và xây dựng bản đồ cảnh báo ô nhiễm tại
mỏ than Khánh Hòa – tỉnh Thái Nguyên”.
1.2. Mục tiêu tổng quát của nghiên cứu

Đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường không không khí và ứng dụng
GIS - Viễn thám xây dựng bản đồ cảnh báo ô nhiễm tại mỏ than Khánh Hòa, tỉnh
Thái Nguyên.
1.3. Mục tiêu cụ thể của nghiên cứu
- Thu thập và đánh giá những đặc điểm của khu vực nghiên cứu
- Đánh giá được đặc điểm, hiện trạng ô nhiễm không khí ở vùng mỏ dưới sự
ảnh hưởng của bụi thải.
- Xây dựng được bản đồ mô phỏng hiện trạng, và cảnh báo ô nhiễm tại mỏ
than Khánh Hòa tỉnh Thái Nguyên.
- Đề xuất những phương án nhằm hạn chế và giảm thiểu những tác
động tiêu cực của bụi mỏ tới chất lượng môi trường không khí.
3
1.4. Yêu cầu của nghiên cứu
- Tiến hành điều tra, thu thập số liệu. Thực hiện quan trắc môi trường theo
đúng quy định.
- Xây dựng được mô hình mô phỏng hiện trạng bụi thải.
- Cập nhập dữ liệu thuộc tính, so sánh với tiêu chuẩn và quy chuẩn VN để dự
báo xu thế, diễn biến thay đổi của chất lượng môi trường.
- Tạo ra cơ sở dữ liệu cho công tác quản lý.
1.5 Ý nghĩa của đề tài
1.5.1. Ý nghĩa khoa học
- Củng cố kiến thức đã được học trong nhà trường và kiến thức thực tế cho
sinh viên trong quá trình vận dụng vào làm đề tài nghiên cứu khoa học.
- Nâng cao kĩ năng tìm tòi sáng tạo, tư duy, tìm kiếm, xử lí thông tin của sinh
viên trong quá trình làm đề tài.
- Vận dụng và phát huy những kiến thức đã học tập vào nghiên cứu.
- Nâng cao kiến thức, kĩ năng và rút ra những kinh nghiệm thực tế phục vụ
cho công tác nghiên cứu sau này.
- Nâng cao khả năng tự học tập, nghiên cứu và tìm tài liệu.
- Bổ sung tư liệu cho học tập.

1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Ứng dụng công nghện thông tin xây dựng hệ thống bản đồ mô phỏng quá
trình ô nhiễm tại mỏ than Khánh Hòa, tỉnh Thái Nguyên giúp địa phương đánh giá
được thực trạng và những tác động của hoạt động khai thác than tới môi trường.
Cung cấp cơ sở dữ liệu với độ chính xác cao phục vụ công tác quản lý và công tác
đánh giá tác động môi trường.
- Kiến nghị và đề xuất những biện pháp thích hợp nhằm giảm thiểu và hạn
chế những tác động tiêu cực tới môi trường và giúp cho các nhà quản lý có cơ sở để
hoạch định các chính sách quản lý môi trường tốt hơn cho địa phương.
4
Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Một số khái niệm liên quan
* Môi trường: Trong Luật Bảo vệ môi trường đã được Quốc hội nước Cộng
hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XI, kỳ họp thứ 8 thông qua ngày 29 tháng 11
năm 2005, định nghĩa như sau: “Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và vật
chất nhân tạo bao quanh con người, có ảnh hưởng đến đời sống, sản xuất, sự tồn tại,
phát triển của con người và sinh vật”.
* Ô nhiễm môi trường: Theo Điều 6 Luật Bảo vệ môi trường Việt Nam 2005:
“Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp
với tiêu chuẩn môi trường, gây ảnh hưởng xấu đến con người, sinh vật”.
* Ô nhiễm môi trường không khí: Là sự thay đổi thành phần và chất lượng
không khí, vượt quá tiêu chuẩn cho phép và có ảnh hưởng xấu đến đời sống con
người và sinh vật.
* Tiêu chuẩn môi trường: Trong Luật Bảo vệ môi trường đã được Quốc hội
nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XI, kỳ họp thứ 8 thông qua ngày
29 tháng 11 năm 2005, định nghĩa như sau: “Là giới hạn cho phép của các thông số
về chất lượng môi trường xung quanh, về hàm lượng của chất gây ô nhiễm trong
chất thải được cơ quan nhà nước có thẩm quyền qui định làm căn cứ để quản lý và
bảo vệ môi trường”.

* Quan trắc môi trường: là quá trình theo dõi có hệ thống về môi trường, các
yếu tố tác động lên môi trường nhằm cung cấp thông tin phục vụ đánh giá hiện
trạng, diễn biến chất lượng môi trường và các tác động xấu đối với môi trường
(Luật bảo vệ môi trường năm 2005-BTNMT).
2.2 Tổng quan về ô nhiễm không khí
2.2.1 Các nguồn gây ô nhiễm không khí
Có hai loại nguồn gây ô nhiễm môi trường không khí là:
- Nguồn ô nhiễm tự nhiên
5
- Nguồn ô nhiễm nhân tạo
Ở đây ta chỉ xét các nguồn ô nhiễm nhân tạo
* Ô nhiễm môi trường do sản xuất công nghiệp
Ô nhiễm do sản xuất công nghiệp là do các ống thải ở các nhà máy thải ra môi
trường không khí rất nhiều loại chất độc hại. Trong quá trình sản xuất, các chất độc
hại thoát ra do bốc hơi, rò rỉ, tổn hao trên dây chuyền sản xuất, trên các phương tiện
dẫn tải…
Đặc điểm của chất thải do quá trình sản xuất là nồng độ chất độc hại rất cao,
tùy vào quy mô của nhà máy mà nồng độ bụi khác nhau và phạm vi lan truyền khác
nhau, căn cứ vào kích thước hình học (độ cao, hình dáng của bô phận thải) ta chia
ra: nguồn cao, nguồn thấp, nguồn đường, nguồn măt.
* Ô nhiễm môi trường do giao thông vận tải.
Giao thông vận tải cũng là một nguồn gây ô nhiễm lớn cho môi trường không
khí. Ô nhiễm giao thông vận tải gây ra do các khí thải như: CO, SO
2
,HC, NO
x
.,
nguồn ô nhiễm giao thông vận tải đều là nguồn thấp, sự khuếch tán chất ô nhiễm
phụ thuộc nhiều vào địa hình và bố trí quy hoạch.
* Ô nhiễm môi trường do sinh hoạt của con nguời.

Nguồn ô nhiễm do sinh hoạt của con người do các bếp đun nấu, các lò sưởi,
sử dụng nhiên liệu than, củi dầu, khí đốt. So với hai nguồn ô nhiễm trên, ở đây
lượng độc hại không nhiều lắm, song nó gây ô nhiễm cục bộ, và vì nó ở sát cạnh
con người cho nên tác hại của nó lớn và nguy hiểm.
Bảng 2.1. CÁC NGUỒN ĐỘC HẠI LÀM Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ
CỦA TOÀN CẦU NĂM 1992
(Tính theo triệu tấn)
Nguồn gây ô nhiễm
Các chất ô nhiễm chính
CO Bụi SO
x
HC NO
x
1- Qúa trình sản xuất công nghiêp 8,8 6,8 6,6 4,2 0,2
6
2- Giao thông vận tải
- Xe ô tô chạy xăng
- Xe ô tô chạy dầu
- Máy bay
- Tàu hỏa và các loại khác
Cộng
53,5
0,2
2,4
2,0
58,1
0,5
0,3
0,0
0,4

1,2
0,2
0,1
0,0
0,5
0,8
13,8
0,4
0,3
0,6
15,1
6,0
0,5
0,0
0,8
7,3
3-Đốt tự nhiên
- Than
- Dầu xăng
- Khí đốt tự nhiên
- Gỗ, củi
Cộng
0,7
0,1
0,0
0,9
1,7
7,4
0,3
0,2

0,2
8,1
18,3
3,9
0,0
0,0
22,2
0,2
0,1
0,0
0,4
0,7
3,6
0,9
4,1
0,2
8,8
4-Xử lý chất thải rắn 7,1 1,0 0,1 1,5 0,5
5-Các hoạt động khác:
- Cháy rừng
- Đốt ccác chất trong công nghệp
- Đốt rác thải bằng than
- Hàn đốt trong xây dựng
Cộng
6,5
7,5
1,1
0,2
15,3
6,1

2,2
0,4
0,1
8,8
0,0
0,0
0,5
0,0
0,5
2,0
1,5
0,2
0,1
3,8
1,1
0,3
0,2
0,0
1,6
Tổng cộng 91 25,9 30,2 25,3 18,4
2.2.2 Một số chất gây ô nhiễm môi trường không khí
Các chất khí gây ô nhiễm do môi trường, giao thông vận tải, do sinh hoạt, rất
đa dạng như khói, tro bụi, các chất khí không màu, không mùi các loại sợi, bột mịn
và các chất khí có mùi khó chịu (H
2
S, NH
3
…).
Tuy nhiên các chất khí gây ô nhiễm môi trường được chia làm hai loại:
- Các chất ô nhiễm sơ cấp là những chất được phát ra trực tiếp từ nguồn

- Các chất gây ô nhiễm thứ cấp là những chất được tạo ra trong khí quyển
do tương tác hóa học của của các chất gây ô nhiễm sơ cấp với các thành phần
của khí quyển.
Các chất gây ô nhiễm trong khí quyển cần phải kể đến là: bụi lơ lửng, bụi
lắng, SO
2
, H
2
S, CO
2
, NO
x
,CH
4
…
Trong khai thác mỏ các chất gây ô nhiễm không khí chủ yếu là bụi gồm các
loại bụi lơ lửng, bụi lắng, các khí SO
2
, CO, CO
2
, NO
x
,…phát sinh do hoạt động của
các trang thiết bị mỏ như: khoan, nổ mìn, xúc bốc, vận tải…
Các chất gây ô nhiễm không khí có những đặc điểm chung sau đây:
7
- Phần lớn chúng là các chất gây ảnh hưởng lớn đến sức khỏe con người và
động thực vật.
- Chúng có thể tồn tại trong khí quyển trong khoảng thời gian dài và khả năng
di chuyển trong không khí khá xa, do đó nguồn thải và nơi bị ô nhiễm có thể ở cách

khá xa nhau.
- Tính chất hóa học của chúng rất phức tạp, dễ bị ô xi hóa, dễ hóa hợp với
nước trong khí quyển tạo ra mưa axít rơi xuống dưới ảnh hưởng đến môi trường đất
và nước.
- Một số chất khí như CO
2
,CH
4
, CFC
s
… là các chất khí gây hiệu ứng nhà
kính làm nóng bầu khí quyển, ảnh hưởng đến việc thay đổi khí hậu toàn cầu kéo
theo các diễn biến khác về môi trường.
2.3 Tổng quan về các tiêu chuẩn và quy chuẩn môi trường được đề cập tới
Tiêu chuẩn 3733/2002/QĐ-BYT- Ban hành 21 Tiêu chuẩn, 05 nguyên tắc và
07 thông số Vệ sinh lao động. Tiêu chuẩn này áp dụng cho các cơ sở sản xuất nằm
đơn lẻ ngoài khu chế xuất hoặc khu công nghiệp, có phát thải các yếu tố độc hại đối
với môi trường và sức khỏe con người.
Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN7878-2:2010: Gồm hai phần:
Phần 1: Đo và đánh giá tiếng ồn môi trường
Phần 2: Xác định mức tiếng ồn môi trường
Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6137:1996: Không khí xung quanh – Xác định
nồng độ khối lượng của Nitơ Dioxit – Phương pháp Griss – Saltzman cải biên. Tiêu
chuẩn này qui định phương pháp Griss – Saltzman cải biên để xác định nồng độ
khối lượng của nitơ dioxit có trong không khí xung quanh.
Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5971:1995 về không khí xung quanh - xác định
nồng độ khối lượng của lưu huỳnh dioxit - phương pháp tetracloromercurat
(TCM)/pararo sanilin.
Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5067:1995: Chất lượng không khí Phương pháp
xác định khối lượng hàm lượng bụi (Các tiêu chẩn Việt Nam về môi trường, năm

2005, Hà Nội).
8
2.4 Khái quát mô hình lan truyền chất ô nhiễm trong không khí.
2.4.1 Sự phân bố chất ô nhiễm và phương trình toán học cơ bản.
Khi mô tả quá trình khuyếch tán chất ô nhiễm trong không khí bằng mô hình
toán học thì mức độ ô nhiễm không khí thường được đặc trưng bằng trị số nồng độ
chất ô nhiễm phân bố trong không gian và biến đổi theo thời gian (Hoàng Xuân Cơ
và Phạm Thị Việt Anh, 1999).
Trong trường hợp tổng quát, trị số trung bình của nồng độ ô nhiễm trong
không khí phân bố theo thời gian và không gian được mô tả từ phương trình chuyển
tải vật chất (hay là phương trình truyền nhiệt) và biến đổi hoá học đầy đủ như sau:
x y z c
C C C C C C C C
u v w k k k C C w
t x y z x x y y z z z
α β
 
∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂
   
+ + + = + + + − +
 ÷
 ÷  ÷
∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂
   
 
(1)
Trong đó:
C: Nồng độ chất ô nhiễm trong không khí.
x,y,z: Các thành phần toạ độ theo trục Ox, Oy, Oz.
t: Thời gian.

Kx, Ky, Kz: Các thành phần của hệ số khuyếch tán rối theo các trục Ox, Oy Oz.
u,v, w: Các thành phần vận tốc gió theo trục Ox, Oy, Oz.
Wc: Vận tốc lắng đọng của các chất ô nhiễm
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 những quá
trình phản ứng hoá học xảy ra trên đường lan truyền.
Tuy nhiên pt (20) trên rất phức tạp và nó chỉ là một hình thức mô phỏng sự lan
truyền ô nhiễm. Trên thực tế để giải phương trình này người ta phải tiến hành đơn
giản hoá trên cơ sở thừa nhận 1 số điều kiện gần đúng bằng cách đưa ra các giả
thuyết phù hợp với điều kiện cụ thể sau:
Nếu hướng gió trùng với trục Ox thì thành phần tốc độ gió chiếu lên trục Oy
sẽ bằng 0, có nghĩa là v = 0.
9
Tốc độ gió thẳng đứng thường nhỏ hơn rất nhiều so với tốc độ gió nên có thể
bỏ qua, có nghĩa là w = 0. Trong nhiều trường hợp, nếu xét bụi nhẹ thì Ws = 0
(trong trường hợp bụi nặng thì lúc đó ta sẽ cho Ws ≠0).
Nếu bỏ qua hiện tượng chuyển pha (biến đổi hoá học) của chất ô nhiễm cũng
như không xét đến chất ô nhiễm được bổ sung trong quá trình khuyếch tán thì
0
α β
= =
.
Như vậy sau các giả thiết và chấp nhận 1 số điều kiện gần đúng thì phương
trình ban đầu được viết dưới dạng là:
y z
C C C C
u k k

t x y y z z
 
 
 ÷
 ÷
 ÷
 ÷
 
 
∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂
+ = +
∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂
(2)
Nếu giả sử rằng các hệ số
,
y z
k k
là không đổi thì pt (2) được viết lại là :

2 2
2 2
z
y
C C C C
u k k
t x
y z
∂ ∂ ∂ ∂
+ = +
∂ ∂

∂ ∂
(3)
Trong trường hợp không tính đến thành phần phi tuyến
C
u
x
∂
∂
thì phương trình
(3) được viết là:
2 2
2 2
z
y
C C C
k k
t
y z
∂ ∂ ∂
= +
∂
∂ ∂
(4)
Ta thấy phương trình (4) là dạng phương trình truyền nhiệt 2 chiều. Tuỳ theo
điều kiện ban đầu và điều kiện biên mà ta có các nghiệm giải tích khác nhau.
Để tìm nghiệm giải tích phương trình (4), đầu tiên xét bài toán truyền nhiệt 1
chiều có dạng sau:
2
2
2

u u
a
t
x
∂ ∂
=
∂
∂

x−∞< <+∞
, t =(5)
Với điều kiện ban đầu :
( , ) ( )u x t x
ϕ
=
x−∞ < < +∞
( )x
ϕ
: là một hàm liên tục
Đặt u(x, t) = X(x)T(t) vào phương trình truyền nhiệt ta được

2
' ''XT a X T=
hay
2
2
'' 'X T
const
X
a T

λ
= =− =
(6)
10
Từ đó suy ra :

2
'' 0X X
λ
+ =
(7)

2 2
' 0T a T
λ
+ =
(8)
Nghiệm của phương trình (7)
1 1
i x
X C e
λ
=
2 2
i x
X C e
λ
−
=
(Xem cách giải phương trình 7 trang 53 [7])

Nghiệm của phương trình (8)
2 2
3
a t
T C e
λ
−
=
Khi đó nghiệm của phương trình vi phân (5) có dạng

2 2
( , ) ( )
a t i x
u x t A e
λ λ
λ
λ
− ±
=
(9)
λ
là số thực bất kỳ
( )
λ
−∞ < < ∞
.
Vì vậy ta chọn dấu dương của phương trình (9) và lập ra hàm số

2 2
( , ) ( )

a t i x
u x t A e d
λ λ
λ λ
+∞
− +
−∞
=
∫
(10)
Nếu các đạo hàm của phương trình (5) có thể tính được bằng cách vi phân
thành phần dưới dấu tích phân của (10) thì có nghĩa phương trình (10) sẽ thoả mãn
phương trình (5) hay phương trình (10) sẽ là nngiệm của phương trình (5).
Ngoài ra ta còn phải thoả mãn điều kiện ban đầu t = 0 . Khi đó ta có:

( , ) ( )
i x
x t A e d
λ
ϕ λ λ
+∞
−∞
=
∫
(11)
Sử dụng công thức tính tích phân Fourier ngược ta được

1
( ) ( )
2

i
A e d
λζ
λ ϕ ζ ζ
π
+∞
−
−∞
=
∫
(12)
thay (12) vào (10) ta được
2 2
1
( , ) ( )
2
i
a t i x
u x t e d e d
λζ
λ λ
ϕ ζ ζ λ
π
 
 ÷
 ÷
 ÷
 
+∞ +∞
−

− +
−∞ −∞
=
∫ ∫
11

2 2
( )
1
( )
2
a t i x
e d d
λ λ ζ
λ ϕ ζ ζ
π
 
 ÷
 ÷
 
+∞+∞
− + −
−∞−∞
=
∫ ∫
Xét tích phân I
2
2 2
2
( )

( )
4
2
1 1
2
2
x
a t i x
a t
e d e
a t
ζ
λ λ ζ
λ
π
π
− −
− + −
= =
Như vậy :

2
2
( )
4
2
1
( , ) ( )
2
x

a t
u x t e d
a t
ζ
ϕ ζ ζ
π
− −
+∞
−∞
=
∫
(13)
Đặt
2
2
( )
4
2
1
( , , )
2
x
a t
G x t e
a t
ζ
ζ
π
− −
=

Ta có
( , ) ( , , ) ( )u x t G x t d
ζ ϕ ζ ζ
+∞
−∞
=
∫
(14)
Hàm số
( , , )G x t
ζ
được gọi là nghiệm cơ sở của phương trình truyền nhiệt.
Hàm số này thoả mãn phương trình truyền nhiệt theo các biến (x,t) và có thể
kiểm tra trực tiếp bằng cách lấy đạo hàm:
2
2
2 3/2
( )
1
.
2
4
2( )
x
x
x
G e
a t
a t
ζ

ζ
π
− −
−
=−

2 2
2
2 3/2 2 5/2
( ) ( )
1 1 1
2 2
4
( ) 4( )
xx
x x
G e
a t
a t a t
ζ ζ
π
 
 
 
 
 
− − −
= − +
2 2 2
2

2
2 3/2 2 5/2
( ) ( )
1
2
4
2( ) 4( )
t
a x x
a
G e
a t
a t a t
ζ ζ
π
 
 
 
 
 
− − −
= − +
Vậy
2
t xx
G a G=
Trở lại với phương trình lan truyền ô nhiễm 1 chiều () được viết lại với nguồn
thải Q tại x = 0

2

2
x
C C
k
t
x
∂ ∂
=
∂
∂
(15)
12
Đặt
2
x
a k=
thì nghiệm của phương trình (15) được viết lại là:

2
4
1/2
( , )
2
x
x
tk
x
Q
C x t e
tk

π
−
=
(16)
Đây là nghiệm cảu bài toán lan truyền ô nhiễm một chiều với nguồn thải Q.
Cùng với điều kiện biên
x → ∞
thì
0C
→
(Nồng độ ô nhiễm tại một điểm càng
giảm khi điểm càng tiến xa khỏi chân nguồn thải)
Đối với bài toán hai chiều ta có phương trình tương tự
2
2
1
4
1/2
( , , )
4( )( )
x y
y
x
t
k k
x y
Q
C x y t e
t k k
π

 
 
 
 ÷
 
 ÷
 
 ÷
 
 ÷
 
 ÷
 
 
 
− +
=
(17)
Đối với bài toán 3 chiều ta có:
2
2 2
1
4
3/2 1/2
( , , , )
8( ) ( )
z
x y
y
x z

t
k k k
z
x y
Q
C x y z t e
t k k k
π
 
 
 
 ÷
 
 ÷
 
 ÷
 
 ÷
 
 
 
− + +
=
(18)
Trong các công thức trên
Q – lương phát thải chất ô nhiễm tại nguồn điểm tức thời, g hoặc kg.
2.4.2 Công thức Berliand trong trường hợp chất khí và bụi nặng
Để áp dụng vào thực tế tính toán ô nhiễm không khí, Berliand đã giới hạn
xem xét công thức giải tích nhận 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
(PT
1)
Đối với nồng độ tại mặt đất, Berliand đã đưa ra công thức cho khí và bụi nhẹ:
( )
( )
( )








−
+
−
+
=
+

xk
y
xkn
Hu
xkkn
M
yxC
n
0
2
1
2
1
1
23
01
4
1
exp
12
0,,
π
(PT 2)
13
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 C
m
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 (PT 1)). Từ (PT 1) 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;
2

10 10
1.5 3.3
2.5
v R gR T
H
u Tu
 
∆
∆ = +
 ÷
 
; T– nhiệt độ không khí đo bằng Kelvin; u
10
– vận tốc gió tại độ cao 10 m; v –vận
tốc khí thoát ra khỏi miệng ống khói (vận tốc khí phụt) (m/s); R – bán kính miệng
ống khói (m); g – gia tốc trọng trường; ∆T = 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 độ
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:
( )
( )
( ) ( ) ( )
1
1

1 2 1
0 1
, ,0
2 1 1
v n
v
v v
MH u
C x y
n v k x k x
π
+
+ +
=
+ Γ +
( )








−
+
−×
+
xk
y

xkn
Hu
n
0
2
1
2
1
1
4
1
exp
trong đó
( )
1
1
w
v
k n
=
+
Giá trị cực đại của C
m
và khoảng cách từ đó tới nguồn x
m
được tìm cũng giống như
đối với tạp chất nhẹ:
( )
( )
( )

( )
2 1.5
1
1.5 1
0 1
1
0.063 1 1.5
1
v
m
v
n
n M v
k
C
k u v e
u H
+
+
+ +
=
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
ρ
π
và r
p
được cho bằng g/cm
3
và µm tương ứng.
14
2.5. Tổng quan về GIS và Arcgis
2.5.1. Giới thiệu về hệ thống thông tin đại lý
Trong vài thập kỷ gần đây, chuyên ngành địa lý học đã áp dụng mạnh mẽ kỹ

thuật thông tin, trong đó có những phương pháp ứng dụng mới về các mô hình toán
học và thống kê cũng như những ứng dụng các nguồn thông tin mới như dữ liệu
viễn thám. Trong bối cảnh này, hệ thống thông tin địa lý (GIS) đó đóng một vai trò
quan trọng như là một kỹ thuật tổ hợp, GIS còn cho phép tạo ra cơ sở dữ liệu bản
đồ, xây dựng mô hình, hỏi đáp và phân tích một lượng lớn dữ liệu mà tất cả đều
được lưu trữ trong một cơ sở dữ liệu. Hiện nay, GIS đang được sử dụng rộng rãi ở
các nước đã và đang phát triển, đặc biệt ở các lĩnh vực quản lý nguồn tài nguyên
thiên nhiên, môi trường, sử dụng đất đai, rừng và quản lý đô thị.
2.5.2 Khái niệm về hệ thống thông tin địa lý (GIS)
Có rất nhiều định nghĩa về “hệ thống thông tin địa lý” mà chúng ta có thể
tham khảo như sau:
Theo Ducker định nghĩa: GIS là trường hợp đặc biệt của hệ thống thông tin ở
ơ sở dữ liệu bao gồm sự quan sát các đặc trưng phân bố không gian, các hoạt động
sự kiện có thể được xác định trong khoảng không như đường, điểm, vùng.
Theo Goodchid định nghĩa: GIS là một hệ thống sử dụng cơ sở dữ liệu để trả
lời các câu hỏi về bản chất đại lý cảu các thực thể địa lý.
Theo Aronoff định nghĩa, GIS một hệ thống gồm các chức năng: Nhập dữ
liệu, quản lý và lưu trữ dữ liệu, xuất dữ liệu.
Hệ thống địa lý – GIS là một hệ thống quản lý thông tin không gian được phát
triển dựa trên cơ sở công nghệ máy tính với mục đích lưu trữ, cập nhật, quản lý, hợp
nhất, mô hình hóa, phân tích và miêu tả được nhiều loại dữ liệu.
Tóm lại, hệ thống thông tin địa lý (Geographic information System, GIS) được
định nghĩa như là một hệ thống thông tin mà nó sử dụng dữ liệu đầu vào, các thao
tác phân tích, cơ sở dữ liệu đầu ra liên quan về mặt địa lý không gian, nhằm hỗ trợ
việc thu nhận, lưu trữ, quản lý, xử lý, phân tích và hiển thị các thông tin không gian
từ thế giới thực để giải quyết các vấn đề tổng hợp thông tin cho các mục đích của
con người đặt ra, chẳng hạn như: Để hỗ trợ việc ra quyết định cho việc quy hoạch
và quản lý sử dụng đất, tài nguyên thiên nhiên, môi trường, giao thông, dễ dàng
trong việc quy hoạch phát triển đô thị và những việc lưu trữ hành chính.
15

2.5.3 Các thành phần và chức năng của hệ thống thông tin địa lý
GIS được cấu thành bởi 5 thành tố chính sau:
- Dữ liệu (Data): đây là thành phần quan trọng nhất của GIS, GIS có 2 loại dữ liệu.
- Phần cứng (Hardware): Bao gồm máy tính và các thiết bị ngoại vi
- Phần mềm (Software): Bao gồm nhiều modul, công cụ để thực hiện các chức năng:
+ Thu thập dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính.
+ Xử lý sơ bộ dữ liệu.
+ Lưu trữ và truy cập dữ liệu.
+ Tìm kiếm và phân tích không gian.
+ Hiển thị đồ hoạ và tương tác.
- Con người (People): yếu tố con người có ảnh hưởng rất lớn tới việc quản lý,
xây dựng và phát triển các ứng dụng. Một dụ án GIS chỉ thành công khi nó được
quản lý tốt và con người tại mỗi công đoạn phải có kỹ năng thành thạo.
- Phương pháp (Method): để hệ thống GIS thành công phụ thuộc vào phương
pháp sử dụng để thiết kế hệ thống.
2.5.4 Cơ sở dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý
Cơ sở dữ liệu GIS là một tập hợp các thông tin (các tệp dữ liệu) ở dạng vector,
raster và bảng số liệu với những cấu trúc chuẩn bảo đảm cho các bài toán đề tài có mức
độ phức tạp khác nhau (Bùi Tá Long, 2008). Cơ sở dữ liệu trong GIS bao gồm 2 loại đó
là: cơ sở dữ liệu không gian và cơ sở dữ liệu thuộc tính.
2.5.4.1 Cơ sở dữ liệu không gian
Dữ liệu không gian dùng để mô tả vị trí, hình dạng và kích thước của đối
tượng trong không gian, chúng bao gồm toạ độ và các ký hiệu dựng để xác định các
đối tượng trên bản đồ. Hệ thống thông tin địa lý dựng các số liệu không gian để tạo
ra bản đồ hay hìnhảnh bản đồ trên màn hình máy tính hoặc trên giấy thông qua thiết
bị ngoại vi.
Dữ liệu không gian bao gồm 3 loại đối tượng: điểm (point), đường (polyline)
và vùng (polygon). Các đối tượng không gian này được lưu trữ ở 2 mô hình dữ liệu
là vector và raster.
- Mô hình dữ liệu raster: trong mô hình này, thực thể không gian được biểu

diễn thông qua các ô (cell) hoặc ô ảnh (pixel) của một lưới các ô. Trong máy tính,
lưới ô này được lưu trữ ở dạng ma trận trong đó mỗi cell là giao điểm của một hàng
16
hay một cột trong ma trận. Trong cấu trúc này, điểm được xác định bởi cell, đường
được xác định bởi một số các cell kề nhau theo một hướng và vùng được xác định
bởi một số các cell mà trên đó thực thể phủ lên.
- Mô hình dữ liệu vector: trong mô hình này, thực thể không gian được biểu
diễn thông qua các phần tử cơ bản là điểm, đường, vùng và các quan hệ topo
(khoảng cách, tính liên thông, tính kề nhau…) giữa các đối tượng với nhau. Vị trí
không gian của các thực thể được xác định bởi toạ độ chung trong một hệ thống toạ
độ thống nhất toàn cầu.
+ Điểm dùng cho tất cả các đối tượng không gian được biểu diễn như một cặp
toạ độ (X,Y). Ngoài giá trị toạ độ (X,Y), điểm còn thể hiện kiểu điểm, màu, hình
dạng và dữ liệu thuộc tính đi kèm. Do đó, trên bản đồ điểm có thể được biểu hiện
bằng ký hiệu hoặc dạng text (dạng chữ).
+ Đường dùng để biểu diễn tất cả các thực thể có dạng tuyến và được tạo nên
từ hai hoặc nhiều hơn 2 cặp toạ độ (X,Y).
+ Vùng là một đối tượng hình học hai chiều, vùng có thể là một đa giác đơn
giản hay hợp của nhiều đa giác đơn giản. Như vậy, mô hình dữ liệu vector sử dụng
các đoạn thẳng hay điểm rời rạc để nhận biết các vị trí của thế giới thực. Việc đo
diện tích và khoảng cách của các đối tượng được thực hiện bằng cách tính toán hình
học từ các toạ độ của các đối tượng thay vì việc đếm các cell trong mô hình raster
(Nguyễn Cung và Phạm Ngọc Hồ, 2001).
2.5.4.2 Cơ sở dữ liệu thuộc tính
Dữ liệu thuộc tính (dữ liệu phi không gian) là các thông tin đi kèm với các dữ
liệu không gian, nó được dùng để chỉ ra các tính chất đặc trưng cho mỗi đối tượng
điểm, đường và vùng trên bản đồ. Thông thường, dữ liệu thuộc tính được tổ chức
thành các bảng theo mô hình cơ sở dữ liệu quan hệ, phân cấp và mạng lưới.
2.6 Tình hình ứng dụng GIS
2.6.1 Tình hình ứng dụng GIS trên thế giới

Các nước trên thế giới đặc biệt là những nước phát triển đã và đang áp dụng
GIS trong nhiều lĩnh vực khác nhau như điều tra quy hoạch, quản lý sử dụng đất,
bảo vệ môi trường. Năm 1989, các nhà nghiên cứu bảo vệ môi trường của Hà Lan
đó nghiên cứu và ứng dụng thành công công nghệ GIS vào đánh giá mức độ ảnh
hưởng của khí thải và các phương tiện gia thông ở vùng Amstecdam. Hiện nay, trên
thế giới có khoảng trên 60.000 tổ chức và cá nhân sử dụng GIS trong nhiều lĩnh vực
17
khác nhau. Trong nhiều năm trở lại đây, GIS đã được các nhà khoa học thuộc nhiều
lĩnh vực như: địa chất, thổ nhưỡng, quy hoạch đô thị, nông lâm nghiệp, nghiên cứu
và đã ứng dụng thành công trong nhiều công trình có giá trị (Phạm Ngọc Hồ, 2004).
Cụ thể điểm qua một số thành tựu đó là:
FAO (1983) đã là ứng dụng GIS trong mô hình phân vùng sinh thái nông
nghiệp để đánh giá tài nguyên đất đai trên phạm vi toàn thế giới ở tỷ lệ bản đồ
1/5.000.000.
Ứng dụng mô hình số hóa độ cao DEM để xây dựng bản đồ địa hình từ đó
phân tích địa chất, địa mạo của khu vực.
Năm 1995 đã tiến hành đánh giá đất trồng lúa vùng luuw vực sông Ping –
huyện Mactang – tỉnh Chiang Mai – Thái Lan.
- Ứng dụng hệ công nghệ GIS xây dựng bản đồ đơn vị đất đai huyện Khsách
Kandal tỉnh Kandal, Campuchia của NCS Choum Sinnara, trường Đại học Nông
nghiệp I - Hà Nội. Theo nghiên cứu này, tác giả đó xác định được 6 chỉ tiêu xây
dựng bản đồ đơn vị là: loại đất, thành phần giới, địa hình, độ phì đất, chế độ tưới,
ngập úng và đã xác định toàn huyện có 19 đơn vị đất đai.
- Một số nước phát triển như Úc, Canada, Thụy Điển đó ứng dụng GIS để
xây dựng một hệ thống thông tin chuyên dụng khác như hệ thông tin địa chính phục
vụ cho các mục đích đa dạng về quản lý trong ngành địa chính.
2.6.2 Tình hình ứng dụng GIS tại Việt Nam
Công nghệ GIS mới phát triển mạnh ở Việt Nam trong khoảng hơn 10 năm trở
lại đây. Hiện nay, đã có nhiều cơ quan Nhà nước, các trường Đại học và các Viện
nghiên cứu của mình. Đặc biệt trong công tác đánh giá đất, những ứng dụng GIS đó

có những đóng góp thiết thực trong việc bảo vê, khai thác và sử dụng một cách hiệu
quả, bền vững nguồn tài nguyên đất đai (Đặng Kim Vui và cs, 2013). Sau đây là
một số chương trình và đề tài ứng dụng GIS tại Việt Nam:
- Năm 1990, lần đầu tiên FAO đã ứng dụng GIS vào xây dựng bản đồ vùng
sinh thái cho vùng đồng bằng sông Hồng ở tỷ lệ bản đồ 1/250.000.
- Năm 2011, Thạc sỹ Trương Thành Nam (Đại học Nông lâm Thái Nguyên)
ứng dụng GIS trong xây dựng cơ sở dữ liệu giá đất ở đô thị tại thành phố Thái
Nguyên, tỉnh Thái Nguyên. Kết quả của nghiên cứu đã xây dựng cơ sở dữ liệu về
giá đất ở đô thị qua các năm, phục vụ nghiên cứu về thị trường bất động sản, nghiên
18
cứu các nguyên nhân ảnh hưởng đến cung cầu đất ở đô thị và thành lập được bản đồ
giá đất ở đô thị năm 2011.
- Thạc sỹ Nguyễn Văn Bình, kỹ sư Lê Thị Hoài Phương (Khoa Tài nguyên
đất và môi trường nông nghiệp, Đại học Nông Lâm Huế) đã ứng dụng GIS để xây
dựng cơ sở dữ liệu giá đất theo vị trí phục vụ thị trường bất động sản tại phường
Hòa Cường Bắc, quận Hải Châu, thành phố Đà nẵng. Kết quả đã thiết lập nên dữ
liệu thuộc tính và không gian về các thửa đất phục vụ cho thị trường bất động sản
cũng như phục vụ cho việc tính toán các khoản tài chính liên quan tới đất đai một
cách hiệu quả và chính xác, thuận tiện và nhanh chóng (ĐHTN, 2012, Nguyễn
Ngọc Anh, Lê Văn Thơ, 2013).
2.7 Tổng quan về phần mềm Arc
Arcgis Desktop là một sản phẩm của viện nghiên cứu hệ thông thông tin môi
trường (ESRI). Có thể nói đây là một phần mềm GIS hoàn thiện nhất. Arsgis cho
phép người sử dụng thực hiện những chức năng của GIS ở bất cứ nơi nào họ muốn:
trên màn hình, máy chủ, trên Web, trên các field,… Phần mềm Arcgis Desktop bao
gồm 3 ứng dụng chính sau:
- ArMap: để xấy dựng, hiển thị, xử lý và phân tích các bản đồ:
- Tạo các bản đồ từ rất nhiểu các loại dữ liệu khác nhau.
- Truy vấn dữ liệu không gian để tìm kiếm và hiểu mối liên hệ giữa các đối
tượng -không gian.

- Tạo các bản đồ.
- Hiển thị trang in ấn.
- ArcCatolog: dùng để lưu trữ, quản lý hoặc tạo mới các dữ liệu địa lý.
- Tạo mới một cơ sở dữ liệu.
- Explore và tìm kiếm dữ liệu.
- Xác định hệ thống tọa độ cho cơ sở dữ liệu.
- ArcToolbox: cung cấp các công cụ để xử lý, xuất nhập các dữ liệu từ các
định dạng khác như: Mapinfo, MicroStation, AutoCad,…
19
Hình 2.3. Tổng quan các ứng dụng của ArcGis Desktop
Mỗi bản đồ trong Arcmap được gọi là Mapdocument, một bản đồ có thể có
một hay nhiều data frames. Data Frame là một nhóm các lớp ( Data layer ) cùng
được hiển thị trong một hệ quy chiếu. Mỗi Data Frame có thể có một hệ quy chiếu
riêng. Các Data Frame được hiển thị riêng biệt trong chế độ Data View và có thể
hiển thị trong cùng một Layout view. Thông thường, một bản đồ đơn giản chỉ có
một Data Frame và cần sử dụng nhiều Data Frame khi cần in thêm một số bản đồ
phụ trên 1 mảnh bản đồ chính. Bản đồ (Mapdocument) được ghi trong file có đuôi
là .mxd.
20
Hình 2.4. Tổng quan Arcmap.
Arcmap có chức năng Project on – the – fly cho phép thay đổi một cách nhanh
chóng hệ quy chiếu của các Layer.
Layer là tổ hợp cấp cao các dữ liệu. Một Layer file chứa các nội dung:
- Đường dẫn tới dữ liệu (shapefile, geodatabase, )
- Các tham số để hiển thị như màu sắc, lực nét ký hiệu.
- Các Layer có thể được tao ra từ nhiều nguồn dữ liệu khác nhau: Shape files,
personal geodatabase, ArcInfo cover datasets, CAD drawings, SDE databases,
photo, image.
- Dữ liệu lưu trữ trong ArcGis được lưu trữ ở 3 dạng: shapefile, coverages,
geodatabase.

Shape files: lưu trữ cả dữ liệu không gian lẫn dữ liệu thuộc tính. Tuỳ thuộc
vào các loại đối tượng không gian mà nó lưu trữ, Shape files sẽ được hiển thị trong
ArcCatolog bằng 1 trong 3 biểu tượng sau:
Về thực chất shape file không phải là 1 file mà là 5-6 file có tên giống nhau
nhưng đuôi kách nhau. 3 file quan trong nhất của shape file là các file có đuôi:
*.shp – chứa các đối tượng không gian (Geometry)
21
*.dbf – bảng thuộc tính
*.shx – chỉ số để liên kết đối tượng với bảng thuộc tính
*.prj – xác định hệ quy chiếu của shape file.
Coverages: lưu trữ các dữ liệu không gian, thuộc tính và topology. Các dữ liệu
không gian được hiển thị ở dạng điểm, đường, vùng và ghi chú.
GeoDatabase: là một CSDL được chứa trong một file có đuôi là *.mdb. Khác
với shape file, GeoDatabase cho phép lưu giữ topology của các đối tượng. Cấu trúc
của GeoDatabase như sau:
Hình 2.5: Cấu trúc GeoDatabase
Trong GeoDatabase có 1 hay nhiều Feature Dataset. Feature Dataset là một
nhóm các loại đối tượng có chung một hệ quy chiếu và hệ toạ độ. Một Feature
Dataset có thể chứa một hay nhiều Feature class. Feature class chính là đơn vị chứa
các đối tượng không gian của bản đồ và tương đương với 1 layer trong Arcmap.
Mỗi Feature class chỉ chứa một đối tượng ( polygon –vùng, line-đường, point-
điểm). Một Feature class sẽ được gắn với 1 bảng thuộc tính (Attribute Table). Khi
bạn tạo Feature class thì bảng thuộc tính cũng được tự động tạo theo [13].
2.8 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài
2.8.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài trên thế giới
Hiện nay trên thế giới có nhiều công trình khoa học đã nghiên cứu về tác hại
của bụi cũng như sự ảnh hưởng của bụi tới sức khỏe của con người và động thực
vật, bên cạnh đó cũng có rất nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng các phương
trình tính toán như Gauss, BERLIAND M.E để mô hình hóa các quá trình ô nhiễm.
22

Có một số công trình nổi tiếng như: Dust, Gas and Molecules in the Universe của
Dimitra Rigopoulou đại học Oxford (Phạm Ngọc Hồ, 2005).
2.8.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài trong nước
Ở nước ta hiện nay đã có những công trình nghiên cứu khoa học bước đầu ứng
dụng công nghệ thông tin vào quản lý và dự báo về môi trường như:
Đề tài “Ứng dụng công nghệ GIS mô phỏng quá trình ô nhiễm môi trường
không khí một số khu vực khai thác than tỉnh Thái Nguyên” của ThS. Nguyễn Ngọc
Anh, Khoa Tài nguyên và Môi trường, Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên.
Đề tài “Xây dựng mô hình quản lý môi trường khu công nghiệp Tân Bình
bằng công cụ tin học” của sinh viên Lê Thi Hồng Thương do TSKH. Bùi Tá Long
trường Trường Đại Học Bách Khoa TP. HCM hướng dẫn.
Đề tài “Tính toán nồng độ khí gây ô nhiễm từ nguồn thải dô giao thông đoạn
đường Cầu Giấy - Cầu Vượt Đại Học Quốc Gia Hà Nội” của Trần Triệu Phú
trường Đại Học Quốc Gia – ĐH Công Nghệ - Khoa Cơ Học Kỹ Thuật.
Đề tài “Mô hình khếch tán rối và các chất ô nhiễm trong lớp biên khí quyển ở
Hà Nội”. Đề tài NCKH cấp bộ của Phạm Ngọc Hồ.
Đê tài “Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng bản đồ hiện trạng môi trường
thành phần và tổng hợp thành phố Hà Nội - ứng dụng để thành lập bản đồ môi
trường không khí, Báo cáo tổng hợp kết quả nghiên cứu đề tài cấp thành phố” của
Phạm Ngọc Hồ.
Các công trình công bố của Hoàng Văn Hùng, Nguyễn Ngọc Anh (2013).
“Nghiên cứu xây dựng chương trình tính toán nông độ chất ô nhiễm trong môi
trường không khí dựa trên công thức khếch tán của Gauss bằng ngôn ngữ Visual
Basic”. Tạp chí Nông nghiệp và PTNT.
Hoàng Văn Hùng, Nguyễn Văn Nghĩa (2013). “Đánh giá hiện trạng và xây
dựng bản đồ chất lượng môi trường không khí khu vực thành phố Vĩnh Yên, tỉnh
Vĩnh Phúc”. Tạp chí Nông nghiệp và PTNT.
Phạm Ngọc Hồ (2005). “Phương pháp đánh giá chất lượng môi trường tổng
hợp và ứng dụng để lập bản đồ hiện trạng môi trường thành phần”. Kỷ yếu hội nghị
môi trường toàn quốc lần thứ II, 2005. v.v.

23
Từ các dẫn liệu của tổng quan tài liệu: các cơ sở lí luận, cơ sở khoa học và các
công trình nghiên cứu trên là cơ sở quan trọng để tôi tiến hành nghiên cứu đề tài
này tại mỏ than Khánh Hòa, tỉnh Thái Nguyên.
24
Phần 3
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
- Đối tượng nghiên cứu: Nồng độ bụi và chất lượng môi trường không khí của
khu vực mỏ than Khánh Hòa, tỉnh Thái Nguyên.
- Phạm vi nghiên cứu: khu vực mỏ than Khánh Hòa, tỉnh Thái Nguyên.
3.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu.
- Thời gian tiến hành nghiên cứu: Từ 31/12/2013 - 30/4/2014
- Địa điểm nghiên cứu: Mỏ than Khánh Hòa, tỉnh Thái Nguyên
3.3 Nội dung nghiên cứu
3.3.1. Đặc điểm của khu vực nghiên cứu
3.3.2. Đặc điểm, hiện trạng môi trường không khí dưới sự ảnh hưởng của bụi mỏ.
3.3.2.1. Các nguồn phát sinh.
3.3.2.2 Kết quả thực hiện quan trắc.
3.3.2.3 Nghiên cứu, đánh giá sự ảnh hưởng của bụi than đến môi trường
không khí vùng mỏ.
3.3.3. Xây dựng bản đồ mô phỏng, cảnh báo ô nhiễm bụi thải so với quy định,
quy chuẩn, tiêu chuẩn Việt Nam.
3.3.4 Nhận xét.
3.3.5 Đề xuất một số giải pháp nhằm hạn chế và giảm thiểu tác động tiêu cực
của bụi mỏ tới chất lượng môi trường không khí.
3.4. Phương pháp nghiên cứu
3.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu sơ cấp
- Thu thập các tài liệu, số liệu, các công trình đã được nghiên cứu trong và ngoài
nước có liên quan đến các vấn đề nghiên cứu: Đặc điểm của khu mỏ khai thác than

Khánh Hòa – Thái Nguyên.
- Kế thừa và tham khảo các kết quả đã đạt được của các báo cáo, đề tài có liên
quan đến vấn đề nghiên cứu.
3.4.2. Phương pháp xác định vị trí và tiến hành quan trắc.
25