TIỂU LUẬN ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG, GIS TRONG KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG NƯỚC CẤP TRONG MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC

Báo cáo
TIỂU LUẬN ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG
GIS TRONG KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG
NƯỚC CẤP TRONG MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC
NHÓM 3:
1. Nguyễn Thị Thúy
Oanh
2. Nguyễn Lê Vương
www.themegallery.com
•
Nghị định số 117/2007/NĐ-CP ngày 11 tháng 7 năm 2007 về sản
xuất, cung cấp và tiêu thụ nước sạch bao gồm các hoạt động trong
lĩnh vực sản xuất, cung cấp và tiêu thụ nước sạch trong các hệ
thống cấp nước tập trung ở khu vực đô thị, nông thôn, khu công
nghiệp, khu chế xuất, khu công nghệ cao, khu kinh tế (được gọi
chung là khu công nghiệp)
•
Tại Việt Nam

68 công ty cấp nước, thực hiện cung cấp nước sạch cho các
khu vực đô thị

Có hơn 420 hệ thống cấp nước với tổng công suất thiết kế đạt
5,9 triệu m3/ngày

Công suất hoạt động cấp nước đạt mức 4,5 triệu m3/ngày
tương đương 77% công suất thiết kế
I. TỔNG QUAN
Tình hình cấp nước khu vực đô thị
www.themegallery.com
•

Tính đến cuối năm 2010

Có 18,15 triệu người dân đô thị có thể tiếp cận được với nước
sạch, chiếm 69% tổng số dân thành thị

Phần trăm số dân sử dụng nước sạch ở các đô thị được thống
kê như sau: 70% dân số ở đô thị đặc biệt và đô thị loại I, 45-
55% dân số ở đô thị loại II và II, 30-35% dân số ở đô thị loại IV
và 10-15% dân số ở đô thị loại V

Lượng nước sử dụng trung bình của các đô thị là 80-90
lít/người/ngày đêm; trong đó tại các thành phố lớn thì lượng
nước này là 120-130 lít/người/ngày đêm.
(theo nghiên cứu Bench-marking, Ngân hàng Thế giới - Hội Cấp thoát
nước Việt Nam)
I. TỔNG QUAN
Tình hình cấp nước khu vực đô thị
www.themegallery.com
•
Chất lượng nước nhìn chung tại các nhà máy nước cấp cho các đô
thị đạt tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho ăn uống theo QCVN
01:2009/BYT của Bô Y tế.
•
Tuy nhiên, do chất lượng đường ống kém và tỷ lệ thất thoát, rò
rỉ còn cao, nước cấp đến hộ sử dụng thường không đảm bảo yêu
cầu nước uống trực tiếp mà chỉ đạt tiêu chuẩn chất lượng nước cấp
cho sinh hoạt theo QCVN 02:2009/BYT
 Nhiều doanh nghiệp cấp nước đô thị đã áp dụng các công nghệ
mới trong quản lý hệ thống cấp nước: ứng dụng công nghệ thông
tin trong quản lý mạng lưới cấp nước, kết hợp GIS và SCADA; lắp

đặt các thiết bị quản lý mạng như thiết bị kiểm soát chất lượng
nước, các van giảm áp trên mạng lưới, các thiết bị phát hiện rò rỉ, thất
thoát nước, các thiết bị biến tần trong trạm bơm, sử dụng các biện
pháp thau rửa đường ống tiên tiến như vòi thủy lực, quả mút, vv…
I. TỔNG QUAN
Tình hình cấp nước khu vực đô thị
www.themegallery.com
Việc kiểm soát chất lượng nước còn rất nhiều thách thức và bất cập

Ô nhiễm các chất độc hại đang ngày càng nổi cộm như ô nhiễm asen,
các hợp chất nitơ, hóa chất trừ sâu hay hóa chất công nghiệp độc hại,
vv…

Nguồn nước cấp ngày càng bị ô nhiễm, quy trình công nghệ truyền
thống không cho phép loại bỏ các chất ô nhiễm đặc biệt như chất hữu
cơ bền vững, kim loại nặng, các ion độc hại hòa tan

TCN được thiết kế xây dựng với công nghệ xử lý đơn giản, mạng
đường ống qua nhiều kênh - rạch, mương - vườn của người dân nên
thường xảy ra tình trạng ống cấp nước bị bể, nước rò rỉ

Nguồn điện vùng nông thôn không ổn định, khi có điện trở lại sau khi
cúp máy bơm hoạt động gây xáo động áp lực nước trong mạng đường
ống khiến đôi lúc chất lượng nước bị ảnh hưởng cục bộ
 Bảo vệ nguồn nước, cải tiến, nâng cấp các nhà máy xử lý nước và đổi
mới phương thức quản lý hệ thống cấp nước.
I. TỔNG QUAN
Tình hình cấp nước khu vực nông thôn
www.themegallery.com
I. TỔNG QUAN

Tình hình
nghiên cứu
trong nước
Tình hình
nghiên cứu
ngoài nước
1. Nguyễn Việt Hùng, Nghiên cứu ứng dụng công nghệ gis của Esri
và mô hình dữ liệu DAN-VAND trong lĩnh vực cấp nước sạch,
2002.
2. Lê Phước Thành, Áp dụng hệ thống GIS trong việc nâng cao
năng lực quản lý mạng và chống thất thoát nước, Trích tài liệu
“Hội thảo Khoa học Công nghệ Thông tin Địa lý” tháng 08/2005
1. Hossein.Shamsaei, Student PhD, Gis advantages and Water
Quality Effects and problems In Maintenance Management of
Long-Line Water Distribution Systems, 2011.
2. Z. Michael Wang, PhD, P.E., D.E.E. Wayne Zhang, Using GIS
and Water Quality Model to Analyze Potential Risk Areas of
Lead leaching in Water Distribution Systems., 2006
3. H,John Smith,. 1992. Control of Biofilm Growth in Drinking
Water Distribution Systems.
www.themegallery.com
•
Để kiểm soát chất lượng nước cấp chúng ta phải thực hiện việc giám sát
trong suốt hệ thống phân phối và đáp ứng với bất kỳ thay đổi của hệ
thống.Việc giám sát bao gồm các bước sau:
II. KỸ THUẬT GIS ĐƯỢC ÁP DỤNG
1
Xác định các thông số giám sát
2
Xác định vị trí giám sát.

Xác định tần số giám sát.
3
4
5
Quản lý và báo cáo dữ liệu theo dõi.
Bao gồm giám sát hướng sự kiện trong chương trình
6
Xác định kỹ thuật lấy mẫu
7
Thiết lập quan hệ đối tác.
Xây dựng quy trình phản ứng cho kết quả giám sát.
8
10
Duy trì và cập nhật các chương trình giám sát.
Bao gồm các thông số giám sát cộng đồng trong chương trình.
9
www.themegallery.com
II. KỸ THUẬT GIS ĐƯỢC ÁP DỤNG
•
Để kiểm soát chất lượng nước cấp chúng ta phải thực hiện việc giám sát
trong suốt hệ thống phân phối và đáp ứng với bất kỳ thay đổi của hệ
thống.Việc giám sát bao gồm các bước sau:
Đánh giá các thuộc tính hệ thống phân phối, bao
gồm: kích thước của hệ thống, vật liệu, độ tuổi
và tình trạng của các đường ống dẫn nước, cấu
hình hệ thống  duy trì thực hành liên kết dữ liệu
đến một hệ thống thông tin địa lý (GIS) cho phép
nhân viên thực hiện kết quả chất lượng nước trên
bản đồ.
www.themegallery.com

KIỂM SOÁT CÁC CHỈ TIÊU
Bảng giới hạn các chỉ tiêu chất lượng nước
Khi nước ra khỏi nhà máy xử lý nước, chất lượng phải được
thỏa mãn các chỉ tiêu về nước sạch
TT Tên chỉ
tiêu
Đơn vị
tính
Giới hạn
tối đa cho phép Phương pháp thử
Mức độ
giám sát
I II
1 Màu
sắc(*)
TCU 15 15
TCVN 6185 - 1996
(ISO 7887 - 1985) hoặc
SMEWW 2120
A
2 Mùi vị(*) -
Không có
mùi vị lạ
Không có
mùi vị lạ
Cảm quan, hoặc SMEWW
2150 B và 2160 B
A
3 Độ đục(*) NTU 5 5
TCVN 6184 – 1996 (ISO

7027 - 1990)
hoặc SMEWW 2130 B
A
4 Clo dư mg/l
Trong
khoảng
0,3-0,5
-
SMEWW 4500Cl hoặc US
EPA 300.1
A
5 pH(*) - Trong
khoảng 6,0
- 8,5
Trong
khoảng 6,0
- 8,5
TCVN 6492:1999 hoặc
SMEWW 4500 - H+
A
6 Hàm lượng
Amoni(*)
mg/l 3 3 SMEWW 4500 - NH3 C hoặc
SMEWW 4500 - NH3 D
A
7 Hàm lượng
Sắt tổng số
(Fe2+ +
Fe3+)(*)
mg/l 0,5 0,5 TCVN 6177 - 1996 (ISO 6332

- 1988) hoặc SMEWW 3500 -
Fe
B
8 Chỉ số
Pecmanga
nat
mg/l 4 4 TCVN 6186:1996 hoặc ISO
8467:1993 (E)
A
9 Độ cứng
tính theo
CaCO3(*)
mg/l 350 - TCVN 6224 - 1996 hoặc
SMEWW 2340 C
B
10 Hàm lượng
Clorua(*)
mg/l 300 - TCVN6194 - 1996
(ISO 9297 - 1989) hoặc
SMEWW 4500 - Cl- D
A
11 Hàm lượng
Florua
mg/l 1.5 - TCVN 6195 - 1996
(ISO10359 - 1 - 1992) hoặc
SMEWW 4500 - F-
B
12 Hàm lượng
Asen tổng
số

mg/l 0,01 0,05 TCVN 6626:2000 hoặc
SMEWW 3500 - As B
B
13 Coliform
tổng số
Vi khuẩn/
100ml
50 150 TCVN 6187 - 1,2:1996
(ISO 9308 - 1,2 - 1990) hoặc
SMEWW 9222
A
14 E. coli hoặc
Coliform
chịu nhiệt
Vi khuẩn/
100ml
0 20 TCVN6187 - 1,2:1996
(ISO 9308 - 1,2 - 1990) hoặc
SMEWW 9222
A
www.themegallery.com
•
Ghi chú:

(*) Là chỉ tiêu cảm quan.

Giới hạn tối đa cho phép I: Áp dụng đối với các cơ sở cung cấp
nước.

Giới hạn tối đa cho phép II: Áp dụng đối với các hình thức khai

thác nước của cá nhân, hộ gia đình (các hình thức cấp nước
bằng đường ống chỉ qua xử lý đơn giản như giếng khoan, giếng
đào, bể mưa, máng lần, đường ống tự chảy).
KIỂM SOÁT CÁC CHỈ TIÊU
www.themegallery.com
CHẾ ĐỘ GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG
NƯỚC

Giám sát định kỳ
•
1. Đối với các chỉ tiêu thuộc mức độ A:
•
a) Xét nghiệm ít nhất 01 lần/03 tháng do cơ sở cung cấp nước thực hiện;
•
b) Kiểm tra, giám sát, xét nghiệm ít nhất 01 lần/06 tháng do các cơ quan có thẩm
quyền thực hiện, cụ thể như sau:
•
- Lấy mẫu nước tại 100% các cơ sở cung cấp nước trên địa bàn được giao quản lý;
•
- Lấy mẫu nước ngẫu nhiên đối với nước do cá nhân, hộ gia đình tự khai thác để sử
dụng cho mục đích sinh hoạt.
•
2. Đối với các chỉ tiêu thuộc mức độ B:
•
a) Xét nghiệm ít nhất 01 lần/06 tháng do cơ sở cung cấp nước thực hiện;
•
b) Kiểm tra, giám sát, xét nghiệm ít nhất 01 lần/01 năm do cơ quan nhà nước có
thẩm quyền thực hiện, cụ thể như sau:
•
- Lấy mẫu nước tại 100% các cơ sở cung cấp nước trên địa bàn được giao quản lý;

•
- Lấy mẫu nước ngẫu nhiên đối với nước do cá nhân, hộ gia đình tự khai thác để sử
dụng cho mục đích sinh hoạt.
www.themegallery.com
II. KỸ THUẬT GIS ĐƯỢC ÁP DỤNG
1
WDMS: Water Distribution Management System
2
Phần mềm WaterGEMS
SCADA
3
www.themegallery.com
•
WDMS(Water Distribution Management System) được xây
dựng bởi:

Chuyên gia cấp nước của Công ty WaterTech

Chuyên gia GIS của VidaGIS

Chuyên gia bản đồ của Nhà Xuất bản Bản đồ thuộc Bộ tài
nguyên Môi trường Việt nam
•
Toàn bộ hệ thống WDMS được thực hiện trên một nền CSDL GIS
thống nhất, như vậy toàn bộ thông tin về: đường ống, khách
hàng, đồng hồ, rò rỉ, hóa đơn… được tạo ra và quản lý trên nền
một CSDL GIS thống nhất, đảm bảo cho việc quản lý thông tin
một cách khoa học, không bị trùng lắp, lợi dụng tối đa khả năng
quản lý và phân tích thông tin không gian của GIS cho mục đích
của công ty cấp nước.

CÁC PHẦN MỀM TÍCH HỢP KIỂM SOÁT
CHẤT LƯỢNG NƯỚC CẤP
Hệ thống quản lý phân phối nước (WDMS)
www.themegallery.com
•
WaterGEMS (Water Geographic Enginerring Modelling System): là
một giải pháp mô hình thủy lực và mô phỏng chất lượng nước cho
những hệ thống phân phối nước với khả năng tích hợp nâng cao,
xây dựng mô hình từ dữ liệu không gian, sự tối ưu hóa và các công
cụ quản lý. Từ phân tích dòng cứu hỏa (fire flow), phân tích nồng
độ thành phần hóa chất trong nước cho đến phân tích lượng
năng lượng tiêu thụ và quản lý chi phí.
•
Chức năng:

Khả năng tương tác, giao diện và chỉnh sửa đồ họa

Phân tích thủy lực và chất lượng nước

Phân tích, phát hiện rò rĩ

Quản lý mô hình với trình kịch bản thông minh

Xây dựng mô hình và kết nối dữ liệu
CÁC PHẦN MỀM TÍCH HỢP KIỂM SOÁT
CHẤT LƯỢNG NƯỚC CẤP
Phần mềm WaterGEMS
www.themegallery.com
•
Scada (Supervisory control and Data Acquisition) là hệ thống điều

khiển, giám sát và thu thập dữ liệu

Ứng dụng hệ thống SCADA thu thập dữ liệu từ xa về chất lượng
nước, áp lực, lưu lượng, rất hữu dụng để truy suất và xác định
kiểm soát chất lượng nước trong một thời gian ngắn, …
•
Những chức năng chính của hệ thống:

Điều khiển và giám sát trạng thái của tất cả các thiết bị, máy móc…tại hiện
trường

Thu thập và lưu trữ các thông số của các thiết bị, máy móc, sản phẩm

Phân tích đảm bảo chất lượng sản phẩm

Cảnh báo và báo lỗi xảy ra tại các thiết bị, máy móc

Báo cáo, thống kê và in ấn

Tạo lập và thực thi hàm, công thức

Bảo mật và phân quyền sử dụng hệ thống

Chỉnh sửa online
CÁC PHẦN MỀM TÍCH HỢP KIỂM SOÁT
CHẤT LƯỢNG NƯỚC CẤP
HỆ THỐNG SCADA
www.themegallery.com
Dựa vào hệ thống SCADA chúng ta có thể đánh giá nhanh các
thông số:

1.Ph.
2.Độ đục.
3.Tuổi nước
4.Clo dư.
Còn các thông số về chỉ tiêu chất lượng nước chúng ta có thể lấy
mẫu nước trong đường ống rồi về xét nghiệm.
CÁC PHẦN MỀM TÍCH HỢP KIỂM
SOÁT CHẤT LƯỢNG NƯỚC CẤP
HỆ THỐNG SCADA
www.themegallery.com
III. Kết luận- thảo luận
•
Hiện tại có 3 đơn vị đang sử dụng phần mềm WaterGEMS :

Sawaco

Công ty cấp nước Khánh Hòa

Tech sun
•
Với sự trợ giúp của GIS trong việc kết hợp các phần mềm tích hợp ở
trên, có thể quy hoạch mở rộng diện tích cấp nước, xây dựng các chiến
lược về cấu trúc của hệ thống cấp nước trong tương lai.
•
Giúp công ty quản lý được thiết bị và tài sản của họ ngoài ra còn kiểm
soát được áp lực và lưu lượng trong hệ thống phân phối nước từ đó
kiểm soát được chất lượng nước trong đường ống.
•
Một số bất cập: vấn đề con người là quan trọng nhất, do thiếu trình độ.
Cần phải đào tạo cán bộ cho tiếp cận với công nghệ mới GIS để triển

khai hiệu quả GIS phục vụ công tác quản lý mạng lưới cấp nước.
NHÓM 2
Chân thành
cảm ơn!