Đánh Giá Diễn Biến Chất Lượng Môi Trường Nước Sông Mã Đoạn Chảy Qua Thành Phố Thanh Hóa

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Khoa MÔI TRƯỜNG
------- -------

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:

ĐÁNH GIÁ DIỄN BIẾN CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG
NƯỚC SÔNG MÃ ĐOẠN CHẢY QUA
THÀNH PHỐ THANH HÓA
Người thực hiện

: BÙI THỊ THÙY

Lớp

: MTA

Khoá

: 57

Ngành

: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Giáo viên hướng dẫn

: TS. TRỊNH QUANG HUY

Hà Nội - 2016

i


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp, ngoài sự cố gắng của
bản thân tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, nhân dịp này tôi xin bày tỏ
lòng biết ơn với những sự giúp đỡ đó.
Tôi xin được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới thầy TS.
Trịnh Quang Huy và TS. Đỗ Thủy Nguyên, giảng viên bộ môn Công nghệ Môi
trường – trường Học viện nông nghiệp Việt Nam, người đã trực tiếp hướng
dẫn tôi thực hiện khóa luận cũng như tận tình truyền đạt những kiến thức,
kinh nghiệm quý báu cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cám ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của anh Trần Minh
Hoàng trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới các anh, chị làm việc tại Chi cục bảo vệ
môi trường - Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thanh Hóa đã tạo điều kiện
giúp đỡ tôi trong quá trình thực tập hoàn thành khóa luận.
Cuối cùng tôi xin bày tỏ sự cảm ơn sâu sắc tới bố mẹ, gia đình và bạn
bè đã động viên, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện cho tôi thực hiện khóa luận này.
Tôi xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày 14 tháng 06 năm 2016.
Sinh viên

Bùi Thị Thùy

i

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN....................................................................................................i
MỤC LỤC.........................................................................................................ii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT.........................................................................v
DANH MỤC BẢNG........................................................................................vi
DANH MỤC HÌNH........................................................................................vii
........................................................................................................................vii
MỞ ĐẦU...........................................................................................................1
Tính cấp thiết của đề tài................................................................................1
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài......................................................................2
Yêu cầu nghiên cứu......................................................................................2
Chương 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.............................3
1.1. Tổng quan về sông Mã..........................................................................3
1.1.1. Vị trí địa lý của lưu vực sông Mã............................................................3
1.1.2. Hệ thống sông Mã ..................................................................................4
1.1.3. Điều kiện môi trường tự nhiên của lưu vực sông ...................................7
1.1.4. Điều kiện kinh tế xã hội trên lưu vực sông.............................................9
1.2. Các nguồn gây ô nhiễm ảnh hưởng tới sự thay đổi chất lượng nước
sông Mã.......................................................................................................12
1.2.1. Nước thải sinh hoạt..............................................................................12
1.2.2. Nước thải công nghiệp..........................................................................13
1.2.3. Nước thải sản xuất nông nghiệp............................................................14
1.2.4. Nước thải y tế........................................................................................15
1.3. Ứng dụng thống kê đa biến trong đánh giá chất lượng môi trường.....15
1.3.1. Tổng hợp các phương pháp thống kê đa biến trong đánh giá thông tin 15

ii


1.3.2. Ứng dụng các phương pháp thống kê đa biến trong đánh giá chất lượng

môi trường.......................................................................................................19
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP......................22
NGHIÊN CỨU...............................................................................................22
2.1. Đối tượng nghiên cứu ..........................................................................22
2.2. Phạm vi nghiên cứu .............................................................................22
2.3. Nội dung nghiên cứu............................................................................22
2.3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội vùng nghiên cứu...........................22
2.3.2. Các nguồn gây ô nhiễm nước sông Mã đoạn chảy qua Thành phố
Thanh Hóa.......................................................................................................22
2.3.3. Đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Mã đoạn chảy qua Thành
phố Thanh Hóa................................................................................................22
2.3.4. Phân vùng chất lượng nước bằng kỹ thuật thống kê đa biến................22
2.4. Phương pháp nghiên cứu......................................................................22
2.4.1. Phương pháp điều tra thu thập thông tin thứ cấp..................................22
2.4.2 Phương pháp ước tính nguồn thải..........................................................22
2.4.3. Phương pháp xử lý số liệu.....................................................................26
2.4.4. Phương pháp thống kê đa biến..............................................................26
2.4.5. Phương pháp tính toán chỉ số WQI......................................................26
2.4.6. Phương pháp so sánh............................................................................26
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN......................................................28
3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế- xã hội của thành phố Thanh Hóa.............28
3.1.1. Điều kiện tự nhiên.................................................................................28
3.1.2. Điều kiện kinh tế- xã hội.......................................................................31
3.2. Nguồn gây ô nhiễm nước sông Mã đoạn chảy qua Tp. Thanh Hóa.....35
3.2.1. Nguồn thải sinh hoạt.............................................................................35
3.2.2. Nguồn thải công nghiệp........................................................................38

iii

3.2.3. Nguồn thải nông nghiệp........................................................................40
3.2.4. Nguồn thải y tế......................................................................................43
3.3. Đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Mã đoạn chảy qua Thành
phố Thanh Hóa............................................................................................46
3.4. Phân vùng chất lượng nước bằng kỹ thuật thống kê đa biến................53
3.4.1. Phân nhóm các vị trí lấy mẫu bằng phương pháp phân tích cụm CA . .54
3.4.2. Mức độ giải thích cho sự biến đổi chất lượng nước của các thông số
theo FA/PCA...................................................................................................55
3.4.3. Giải thích kết quả phân vùng chất lượng nước bằng kỹ thuật thống kê
đa biến.............................................................................................................57
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.........................................................................59
Kết luận......................................................................................................59
Kiến Nghị....................................................................................................60
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................61
PHỤ LỤC........................................................................................................64

iv


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
BOD

Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemistry Oxygen Demand)

CA

Phân tích cụm (Cluster Analysis)

CCN

Cụm công nghiệp

COD

Nhu cầu oxy hóa học (Chemistry Oxygen Demand)

CTR

Chất thải rắn

DO

Hàm lượng ô xi hòa tan trong nước

FA/PCA phân tích yếu tố/phân tích thành phần chính
KCN

Khu công nghiệp

PCA

Phân tích thành phần chính(Principal Components Analysis)

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

TSS

Tổng chất rắn lơ lửng

WHO

Tổ chức y tế thế giới

v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Cơ cấu kinh tế (%) trên lưu vực sông Mã năm 2005......................10
Bảng 1.2: Lượng tiêu thụ phân và hóa chất bảo vệ thực vật ..........................14
trên 1 ha đất nông nghiệp................................................................................14
Bảng 2.1: Hệ số phát thải của nước thải sinh hoạt theo WHO năm 1993.......24
Bảng 2.2 : Định mức tải lượng ô nhiễm trồng trọt theo WHO........................24
Bảng 2.3: Định mức tải lượng ô nhiễm chăn nuôi theo WHO........................25
Bảng 3.1: Sự biến đổi diện tích đất theo các năm...........................................31
Bảng 3.2: Giá trị sản xuất công nghiệp theo giá hiện hành.............................32
Bảng 3.3: Lưu lượng và tải lượng ô nhiễm trung bình trên ngày qua các năm
tính theo WHO................................................................................................36
Bảng 3.4: Lượng nước thải và chất lượng nước thải trong ngành công nghiệp
chế biến năm 2015của cả tỉnh.........................................................................39
Bảng 3.5: Tải lượng ô nhiễm trồng trọt theo WHO........................................41
Bảng 3.6: Số lượng vật nuôi của Thành phố Thanh Hóa qua các năm...........42
Bảng 3.7: Lưu lượng và tải lượng ô nhiễm do chăn nuôi qua các năm của Tp.
Thanh Hóa.......................................................................................................42
Bảng 3.8: Lượng nước thải y tế của các bệnh viện lớn trong thành phố.........44
Bảng 3.9: Vị trí lấy mẫu và nguồn tác động tại các vị trí lấy mẫu..................45
Bảng 3.10. Tổng hợp các thông tin về thông số trong các thành phần chính..56

vi

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Vị trí lưu vực sông Mã trên lãnh thổ Việt Nam................................3
Hình 1.2: Phân vùng sinh thái dựa trên các đặc điểm thủy văn - sinh thái môi
trường..............................................................................................................20
Hình 3.1. Vị trí của Thành phố Thanh Hóa trong tỉnh Thanh Hóa.................28
Hình 3.2: Bản đồ các điểm lấy mẫu trên sông Mã..........................................45
Hình 3.3: Diễn biến chất lượng nước sông Mã đoạn chảy qua Tp. Thanh Hóa
năm 2011- 2015...............................................................................................47
Hình 3.4: Biến động hàm lượng BOD5 và COD trên sông Mã......................48
Hình 3.5: Biến động hàm lượng Amoni và Photphat trên sông Mã................49
Hình 3.6: Biến động hàm lượng Asen, Clo, Chì và Coliform trên sông Mã...50
Hình 3.7: Biến động hàm lượng DO và TSS trên sông Mã.............................51
Hình 3.8: Biến động pH, độ đục, hàm lượng Sắt, dầu mỡ trên sông Mã........53
Hình 3.9 . Biểu đồ dendrogram cho các điểm lấy mẫu...................................54
Hình 3.10: Biểu đồ PCA..................................................................................57

vii


MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài
Tài nguyên nước là thành phần chủ yếu của môi trường sống, quyết
định sự thành công trong các chiến lược, quy hoạch, kế hoạch phát triển kinh
tế - xã hội, bảo đảm quốc phòng, an ninh quốc gia. Hiện nay nguồn tài
nguyên thiên nhiên quý hiếm và quan trọng này đang phải đối mặt với nguy
cơ ô nhiễm và cạn kiệt. Nhu cầu phát triển kinh tế nhanh với mục tiêu lợi
nhuận cao, con người đã cố tình bỏ qua các tác động đến môi trường một cách
trực tiếp hoặc gián tiếp. Nguy cơ thiếu nước, đặc biệt là nước ngọt và nước

sạch là một hiểm họa lớn đối với sự tồn vong của con người cũng như toàn bộ
sự sống trên trái đất. Do đó con người cần phải nhanh chóng có các biện pháp
bảo vệ và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên nước.
Thành phố Thanh Hóa là đô thị tỉnh lị tỉnh Thanh Hóa, trung tâm hành
chính, chính trị, kinh tế, văn hóa, khoa học kỹ thuật của tỉnh Thanh Hóa, là
một trong những trung tâm kinh tế, dịch vụ, chăm sóc sức khỏe, giáo dục đào
tạo, thể dục thể thao của vùng phía Nam Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ. Thanh
Hóa cũng là đô thị chuyển tiếp giữa vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ với vùng
Bắc Trung Bộ, đầu mối giao lưu của tỉnh với cả nước, có vị trí quan trọng về
an ninh, quốc phòng; là đô thị phát triển dịch vụ đa ngành, đa lĩnh vực, phát
triển công nghiệp sạch công nghệ cao. Ngày 29/4/2014, Thành phố Thanh
Hóa trở thành đô thị loại I, theo nghị quyết của Chính phủ.
Thành phố Thanh Hóa là một thành phố công nghiệp nằm hai bên bờ
sông Mã. Tại đây nước thải phát sinh từ các hoạt động công, nông nghiệp và
nước thải sinh hoạt hầu hết đều được thải trực tiếp hay gián tiếp vào sông Mã.
Theo đánh giá của các nhà chuyên môn thì thành phố Thanh Hóa là một trong
những khu vực có mức độ ảnh hưởng quan trọng nhất đến chất lượng nước
sông Mã, đặc biệt là đoạn sông Mã chảy qua thành phố này.

1


Chính vì vậy, việc xem xét, đánh giá chất lượng nước sông Mã, xác
định các nguồn ô nhiễm và dự báo mức độ ảnh hưởng của các hoạt động kinh
tế xã hội của Thành phố Thanh Hóa đến môi trường nước là rất quan trọng.
Đó là lí do em chọn đề tài: “Đánh giá diễn biến chất lượng môi trường
nước sông Mã đoạn chảy qua Thành phố Thanh Hóa” nhằm làm tiền đề
cho việc xem xét, giải quyết các vấn đề môi trường và làm cơ sở để đề ra các
biện pháp cải thiện chất lượng nước, đáp ứng nhu cầu cấp nước cho thành
phố.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
- Đánh giá được diễn biến chất lượng nước sông Mã đoạn chảy qua địa
bàn Thành phố Thanh Hóa.
- Xác định được nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nước sông và
phân vùng được chất lượng môi trường nước sông.
Yêu cầu nghiên cứu
- Đánh giá đúng hiện trạng môi trường nước sông Mã trên đoạn chảy qua
địa bàn Tp. Thanh Hóa.
- Số liệu thu được phản ánh trung thực, khách quan.
- Kết quả phân tích thông số hiện trạng chất lượng nước mặt sông Mã, so
sánh với QCVN 08/2008/BTNMT.
- Những kiến nghị đưa ra phải có tính khả thi với điều kiện ở địa
phương.

2


Chương 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về sông Mã
1.1.1. Vị trí địa lý của lưu vực sông Mã

Hình 1.1: Vị trí lưu vực sông Mã trên lãnh thổ Việt Nam
Lưu vực sông Mã nằm ở sườn phía Đông của dãy Trường Sơn thuộc
cực Bắc của Trung Bộ, Trung Lào và Tây bắc Bắc Bộ. Lưu vực nằm ở vị trí
địa lý từ 22°37’33” đến 22°37’33” vĩ độ Bắc và 103°05’10” đến 106°05’10’’
kinh độ Đông. Sông Mã bắt nguồn từ Tuần Giáo - Lai Châu chảy theo hướng
Tây Bắc - Đông Nam qua Sơn La, Sầm Nưa (Lào), Hoà Bình, Thanh Hoá rồi
đổ ra biển tại 3 cửa: cửa Sung, cửa Lạch Trường và cửa Hới. Sông Mã là sông
lớn, có diện tích lưu vực đứng thứ 5 ở Việt Nam sau các sông Mê Kông, sông
Hồng _ Thái bình, sông Đồng Nai và sông Cả. Sông Mã có chiều dài dòng

3


chính 512 km, đoạn chảy qua tỉnh Thanh Hóa dài 270 km (53%), chiều rộng
bình quân lưu vực 42km. Hệ số hình dạng sông 0,17, hệ số uốn khúc 1,7. Hệ
số không đối xứng của các lưu vực 0,7. Mật độ lưới sông 0.66 km/km 2. Độ
dốc bình quân lưu vực 17.6%. Tổng diện tích toàn lưu vực là 28.400 km 2
trong đó, diện tích thuộc lãnh thổ Việt Nam là 17.720 km 2 chiếm 62% tổng
diện tích toàn lưu vực trong đó: tỉnh Thanh Hóa: 8.900 km 2 (31,3%). Sông
Mã có 39 phụ lưu lớn và 2 phân lưu. Các phụ lưu phát triển đều trên lưu vực.
Lưới sông Mã phát triển theo dạng cành cây phân bố đều trên 2 bờ tả và hữu.
Các chi lưu quan trọng của sông Mã là: Nậm Lệ, Suối Vạn Mai, sông Luồng,
sông Lò, sông Bưởi, sông Cầu Chày, sông Hoạt, sông Chu.
1.1.2. Hệ thống sông Mã
Nơi khởi nguồn tại núi Phu Lan (Tuần Giáo - Lai Châu) sông chảy theo
hướng Tây Bắc - Đông Nam. Đến Chiềng Khương sông chảy qua đất Lào và
trở lại đất Việt Nam tại Mường Lát. Từ Mường Lát đến Vạn Mai sông chảy
theo hướng Tây Đông, từ Vạn Mai đến Hồi Xuân sông chảy theo hướng Bắc
Nam, từ La Hán đến Đồng Tâm sông chảy theo hướng Nam - Bắc và từ Cẩm
Thuỷ đến cửa biển, sông lại chuyển hướng theo Tây Bắc - Đông Nam và đổ ra
biển tại Cửa Hới.
Từ Hồi Xuân lên thượng nguồn lòng sông hẹp cắt sâu vào địa hình, không
có bãi sông và rất nhiều ghềnh thác. Từ Cẩm Hoàng ra biển lòng sông mở rộng có
bãi sông và thềm sông. Độ dốc dọc sông phần thượng nguồn tới 1.5% nhưng ở hạ
du độ dốc sông chỉ đạt 2 - 3%o. Đoạn ảnh hưởng triều độ dốc nhỏ hơn. Dòng
chính sông Mã tính đến Cẩm Thuỷ khống chế lưu vực 17400 km2.
Những nhánh chính của sông Mã:
- Sông Nậm Khoai: Bắt nguồn từ vĩ độ 21°37’30’’ N và 103°10’40’’ E,
đổ vào sông Mã ở Huổi Tia (21°18’30’’N và 103°10’40’’E), cách Cửa Hới

434,5 km. Sông Nậm Khoai có diện tích lưu vực là 1640km 2 và chiều dài
sông là 62,5 km.

4


- Sông Nậm Lương: Bắt nguồn từ vĩ độ 20°17’20’’ N và 104°19’40’’
E, đổ vào sông Mã tại Quan Hóa (20°34’20’’N và 103°10’40’’E), cách Cửa
Hới 170 km. Sông Nậm Lương có diện tích lưu vực là 1.580 km 2, trong đó
phần ở Việt Nam là 772 km 2,phần thuộc Lào là 808 km2 chiều dài sông là 102
km.
- Suối Sim: Dài 40km, diện tích lưu vực 467km 2, nhiều thác ghềnh và
độ dốc lớn.
- Suối Quanh: Dài 41km, diện tích lưu vực 497km2.
- Suối Xia: Dài 22,5km, diện tích lưu vực 250km2.
- Sông Luồng: Xuất phát từ Sầm Nưa (Lào), chảy qua vùng cao Quan
Hoá và nhập vào sông Mã ở Hồi Xuân, dài 102km, diện tích lưu vực là
1.580km2, lòng hẹp, nhiều thác ghềnh, lớp phủ thực vật nghèo nàn.
- Sông Lò: Xuất phát từ Sầm Nưa và hầu như song song với sông
Luồng, dài 76 km, diện tích lưu vực 1.000km2.
- Hón Nũa: Xuất phát từ Vạn Mai - Hoà Bình, dài 25km, diện tích lưu
vực là 222km2.
- Sông Bưởi:
Là phụ lưu lớn thứ 2 của sông Mã. Sông Bưởi bắt nguồn từ núi Chu
thuộc tỉnh Hoà Bình. Dòng chính sông Bưởi chảy theo hướng Bắc Nam đổ
vào sông Mã tại Vĩnh Khang. Chiều dài dòng chính sông Bưởi 130 km. Diện
tích lưu vực 1.790 km 2 trong đó 362 km2 là núi đá vôi. Độ dốc bình quân lưu
vực 12,2%, thượng nguồn sông Bưởi là 3 suối lớn: suối Cái, suối Bên và suối
Cộng Hoà đến Vụ Bản 3 nhánh hợp lại tạo thành sông Bưởi. Nguồn nước
sông Bưởi đóng vai trò quan trọng trong công cuộc phát triển kinh tế 3 huyện

thuộc tỉnh Hoà Bình và 2 huyện vùng đồi của Thanh Hoá.
- Sông Cầu Chày:
Bắt nguồn từ núi Đèn chảy theo hướng gần như Tây - Đông chảy qua
đồng bằng Nam sông Mã - Bắc sông Chu. Tổng chiều dài sông 87,5 km. Diện

5


tích lưu vực 551 km2. Khả năng cấp nước và thoát nước của sông Cầu Chày
rất kém, phần từ Cầu Nha đến cửa sông Cầu Chày đóng vai trò như một kênh
tưới tiêu chìm. Khả năng phát triển nguồn nước trên lưu vực sông Cầu Chày
rất kém.
- Sông Chu:
Là phụ lưu cấp I lớn nhất của sông Mã. Bắt nguồn từ vùng núi cao trên
đất Lào, chảy chủ yếu theo hướng Tây Tây Bắc - Đông Đông Nam. Sông Chu
đổ vào sông Mã tại ngã ba Giàng, cách cửa sông Mã về phía thượng lưu 25,5
km. Chiều dài dòng chính sông Chu 392 km, phần chảy trên đất Việt Nam
160 km. Tổng diện tích lưu vực sông Chu 7.580 km 2. Diện tích lưu vực sông
Chu hầu hết nằm ở vùng rừng núi. Trên sông Chu từ năm 1918 - 1928 dòng
chảy kiệt sông Chu đã được sử dụng triệt để để tưới cho đồng bằng Nam sông
Chu. Hiện tại trong mùa kiệt lượng nước ở hạ du Bái Thượng đều nhờ vào
nguồn nước của sông Âm và dòng nước triều đẩy ngược từ sông Mã lên. Sông
Chu có vị trí rất quan trọng đối với công cuộc phát triển kinh tế xã hội của
tỉnh Thanh Hóa.
- Sông Lèn:
Sông Lèn phân chia nguồn nước với sông Mã tại ngã ba Bông và đổ ra
biển tại cửa Lạch Sung. Sông Lèn là phân lưu quan trọng của sông Mã.
Trong mùa lũ sông Lèn tải cho sông Mã 15 - 17% lưu lượng ra biển. Trong
mùa kiệt sông Lèn tải tới 27- 45% lưu lượng kiệt trên dòng chính sông Mã để
cấp cho nhu cầu dùng nước của 4 huyện Hà Trung, Nga Sơn, Hậu Lộc, Bỉm

Sơn. Tổng chiều dài sông Lèn 40 km. Hai bên có đê bảo vệ dân sinh và sản
xuất của các huyện ven sông.
- Sông Lạch Trường:
Sông Lạch Trường phân chia dòng chảy với sông Mã tại ngã ba Tuần
chảy theo hướng Tây - Đông đổ ra biển tại cửa Lạch Trường. Chiều dài sông
chính 22 km, sông có bãi rộng. Sông Mã chỉ phân lưu vào sông Lạch Trường

6


trong mùa lũ, trong mùa kiệt sông Lạch Trường chịu tác động của thuỷ triều
cả 2 phía là sông Mã và biển. Sông Lạch Trường là trục nhận nước tiêu quan
trọng của vùng Hoằng Hoá và Hậu Lộc.
1.1.3. Điều kiện môi trường tự nhiên của lưu vực sông
a) Địa hình
Địa hình lưu vực thấp dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam và tạo thành 3
vùng rõ rệt.
- Vùng núi cao: thuộc thượng du hệ thống sông Mã có diện tích khoảng
21.900 km2 được tính từ Quan Hóa và Thường Xuân trở lên, là vùng núi cao
không đều, với hai cánh cung phía Bắc, Nam sông Mã, là phần kéo dài của
dãy Hoàng Liên Sơn và phần bắt đầu của dãy Trường Sơn với đỉnh cao nhất
là đỉnh Phu Lan, cao 2.275 m.
- Vùng gò đồi: thuộc trung lưu hệ thống sông Mã, có diện tích khoảng
3.500 km2, bao gồm các huyện Tân Lạc, Lạc Sơn, Thạch Thành, Bá Thước,
Ngọc Lặc, Lang Chánh, Triệu Sơn, tạo thành vành đai ôm lấy đồng bằng
Thanh Hóa.
- Vùng đồng bằng: nằm trên địa phận Thanh Hóa là phần hạ du của sông
có diện tích khoảng 3.000 km 2, được tính từ Cẩm Ngọc, Kim Tân, Bái
Thượng trở xuống có độ cao từ 0,5 – 20 m, nghiêng từ Tây Bắc xuống Đông
Nam, trong đó rải rác còn những ngọn núi như: Sầm Sơn, Lạch Trường và

Hàm Rồng, chính sự chia cắt đó của địa hình đã tạo nên sự biến đổi của khí
hậu và thủy văn theo vùng.
b) Địa chất
Địa chất được chia làm 3 vùng:
-

Vùng thượng nguồn sông Mã, sông Chu và sông Bưởi nham thạch

chủ yếu là trầm tích Macma. Dọc theo sông có nhiều cát sỏi.
- Vùng trung lưu sông Mã, sông Chu là phần kéo dài tới sông Mã ở
thượng lưu nhưng đã chìm xuống dưới nếp phủ, đôi chỗ có nhô lên, không
liên tục. vùng này tầng phủ dày (15-20 m), vật liệu xây dựng rất phong phú.

7


-

Vùng hạ lưu được tạo bởi tầng Preterozoi Nậm Cò (móng của đới) và

hệ tầng Paleozoi sớm Đông Sơn phát triển rộng rãi ở Tp. Thanh Hóa với trầm
tích Merozoi là chủ yếu.
c) Khí tượng
Lưu vực sông Mã nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa; mùa mưa
gắn với mùa gió mùa Đông Nam, gió Lào, thường từ tháng V đến tháng X,
thời tiết nóng ẩm, nhiều bão và mùa ít mưa gắn với thời kỳ rét lạnh do gió
mùa Đông Bắc, thường từ tháng XII đến tháng IV. Mùa mưa trên lưu vực
sông Chu thường đến chậm hơn Lưu vực sông Mã 1-2 tháng.
- Mưa: Lượng mưa bình quân năm phần thượng nguồn khoảng 1.2001.700mm/năm, phần trung lưu khoảng 1.500-1.600 mm/năm, vùng thượng
nguồn sông Chu 2.000-2.200 mm/năm, vùng đồng bằng hạ du 1.600-1.800

mm/năm. Mùa mưa thượng nguồn từ tháng V đến tháng X. Mùa mưa vùng
sông Chu từ cuối tháng VIII đến đầu tháng XI.
- Dòng chảy: Dòng chảy trên sông biến đổi mạnh theo thời gian và
không gian. Lượng dòng chảy tháng, năm trung bình nhiều năm tại một số
trạm thuỷ văn.
Tổng lượng dòng chảy mùa lũ chiếm 65-80% tổng lượng dòng chảy
năm. Hàng năm, sông Mã tải ra biển một lượng nước 18 tỷ m 3/năm. Dòng
chảy phân bố không đều. Vào mùa khô, tổng lượng dòng chảy chỉ có 4,76 tỷ
m3, tương đương với 26% dòng chảy năm. Trong khi đó 4 tháng mùa lũ tổng
lượng dòng chảy chiếm tới 74% tổng lượng dòng chảy năm. Tổng lượng nước
bình quân đầu người trên lưu vực sông Mã là hơn 4.100 m 3/người cao hơn
mức đầy đủ (4.000m3/năm) không nhiều tuy nhiên nếu xét tới yếu tố trên sông
Mã có 22% dòng chảy từ nước ngoài chảy vào thì chỉ tiêu trên giảm đi nhiều
và vào mùa kiệt tổng lượng nước bình quân đầu người trên lưu vực sông Mã
là 1.080 m3. So với các lưu vực sông có tổng lượng nước bình quân đầu người
lớn nhất của Việt Nam (sông Cửu Long) và lưu vực sông tổng lượng nước

8


bình quân theo đầu người nhỏ nhất (sông Đồng Nai), tổng lượng nước bình
quân đầu người của sông Mã tương ứng là 6,7 lần và 1,46 lần.
+ Dòng chảy mùa kiệt: Dòng chảy mùa kiệt chiếm 26% tổng lượng
dòng chảy năm.
+ Dòng chảy mùa lũ: Mùa lũ xuất hiện không đồng thời trong hệ thống
sông: tháng VI-X ở lưu vực sông Mã, VI-IX ở thượng lưu sông Chu, VIII-XI
ở trung và hạ lưu phía hữu ngạn sông Chu. Lượng dòng chảy mùa lũ chiếm
khoảng 65-80% lượng dòng chảy toàn năm. Lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất trong
chuỗi năm quan trắc tại 3 trạm thuỷ văn trên hệ thống sông Mã. Số liệu thống
kê cho thấy dòng chảy lũ lớn nhất quan trắc được tại Cửa Đạt, Xuân Khánh

và Cẩm Thủy lớn hơn dòng chảy kiệt nhỏ nhất tại cùng vị trí quan trắc là 442;
1713 và 258 lần.
d) Xâm nhập mặn
Xâm nhập mặn bị ảnh hưởng bởi triều và dòng chảy trên sông. Trong
mùa kiệt mặn xâm nhập ở hạ du sông Lèn tới 20-25 km tính từ cửa sông.
Sông Lèn xâm nhập mặn lên đến Yên ổn, sông Càn lên tới Mĩ Quan Trang và
sông Mã lên tới ngã ba Tuần. Toàn bộ sông Lạch Trường trong mùa kiệt đều
bị mặn. Mặn trên sông Mã tại Hàm Rồng khi đỉnh triều lên độ mặn lên tới
6%o trong 2-3 giờ, tại ngã ba Tuần mặn lên đến 0,1%o trong nửa con triều.
Trên sông Lèn mặn 0,1%o có năm lên tới Báo Văn. Trên sông Lạch Trường
mùa kiệt mặn thường xuyên lên đến Xiphông Cự Đà.
1.1.4. Điều kiện kinh tế xã hội trên lưu vực sông
a) Kinh tế trên lưu vực sông
Theo kết quả thống kê, cơ cấu kinh tế trên lưu vực sông Mã theo địa
bàn hành chính như sau:

9


Bảng 1.1: Cơ cấu kinh tế (%) trên lưu vực sông Mã năm 2005
Đơn vị hành
chính
Hòa Bình
Sơn La
Lai Châu
Thanh Hóa
Nghệ An
Toàn lưu vực

Cơ cấu

chung
100
100
100
100
100
100

Nông- Lâm nghiệp
Công
Dịch vụ
và thủy sản
nghiệp
60,9
8,9
29,2
69,2
5,4
25,4
77,3
1,5
21,2
41,3
24,1
34,6
78,2
1,6
20,2
49,8
20,1

30,1
Nguồn: TS. Hoàng Ngọc Quang (2008)

Kết quả thống kê trong Bảng 1.1 cho thấy Nông- Lâm- Ngư nghiệp là
ngành kinh tế chủ đạo trên lưu vực, kinh tế công nghiệp đang có xu hướng
phát triển nhưng chủ yếu ở Thanh Hóa. So với cơ cấu kinh tế toàn quốc, đây
là địa phương nghèo, chậm công nghiệp hóa và phát triển dịch vụ.
- Tổng sản lượng lương thực quy thóc tại các địa phương trên lưu vực
đạt 1,22 triệu tấn.
- Tiềm năng chăn nuôi trên lưu vực rất lớn với các loại trâu, bò và gia
súc gia cầm nhưng sản lượng chăn nuôi mới chiếm 18,69% tổng giá trị sản
xuất nông nghiệp.
- Ngành thủy hải sản trên lưu vực sông phát triển chủ yếu ở hại du
thuộc tỉnh Thanh Hóa với sản lượng bình quân là 40.500 tấn/năm. Trong đó
hải sản 26.098 tấn/năm (đánh bắt 25.380 tấn/năm, nuôi trồng 718 tấn) và thủy
sản nước ngọt khoảng 14.402 tấn/năm. Diện tích nuôi trồng thủy hải sản hiện
có là 1.500 ha nhưng vì chăn nuôi bán thâm canh, kỹ thuật lạc hậu nên năng
suất thấp. Tổng giá trị đánh bắt và nuôi trồng thủy sản mới đạt gần 4% tổng
thu nhập của tỉnh Thanh Hóa.
- Do yêu cầu của bảo vệ môi trường sinh thái, phòng chống giảm nhẹ
thiên tai, lâm nghiệp trên lưu vực đang được ưu tiên đầu tư với nhiều dự án
lớn như dự án 135, chương trình 5 triệu ha rừng toàn quốc,… Và do rừng đã
khai thác kiệt quệ nên khó có thể đưa vào sản xuất hàng hóa lớn góp phần cho

10


tăng trưởng kinh tế. Tổng giá trị sản phẩm lâm nghiệp đóng góp vào kinh tế
của tỉnh Thanh Hóa được 4,06%.
- Công nghiệp lớn và tập trung hầu hết ở phần hạ du sông Mã thuộc

tỉnh Thanh Hóa với các loại hình: công nghiệp trung ương, công nghiệp địa
phương, công nghiệp nặng , công nghiệp chế biến gia công và công nghiệp
sản xuất hàng tiêu dùng. Tỷ trọng ngành công nghiệp trên địa bàn tỉnh Thanh
Hóa trong cơ cấu kinh tế của tỉnh là 24,1%.
b) Điều kiện xã hội trên lưu vực sông
- Dân số: Quy mô dân số: Tính đến năm 2006, dân số trên lưu vực sông
Mã là 4.382,6 nghìn người, chiếm 5,21% so với tổng dân số toàn quốc và
5,3% so với dân số trong vùng dự án. Trong đó Thanh Hoá: 3.619,6 nghìn
người, chiếm gần 82,6% dân số toàn lưu vực. Tiếp đến tỉnh Sơn La: 559,1
nghìn người, chiếm 12,75%, thứ ba là tỉnh Hoà Bình: 185 nghìn người, chiếm
4,23%, còn lại là tỉnh Nghệ An chỉ 18,1 nghìn người, chỉ chiếm 0,41% dân số
lưu vực.
- Mật độ dân số: Mật độ dân số trung bình là 247 người/km 2. Trong lưu
vực sông Mã, mật độ dân số không đồng đều: Thanh Hoá có mật độ dân số
trung bình cao nhất: 330 người/km2, tiếp đến Nghệ An; 186 người/km2, Hoà
Bình 175 người/km2. Thấp nhất là Sơn La chỉ có 71 người/km 2. Dân cư phân
bố không đều, tập trung chủ yếu ở các thành phố như thành phố Thanh Hoá,
thị xã Sầm Sơn và các thịtrấn, thị xã.
- Tỷ lệ tăng trưởng dân số trung bình của lưu vực là: 1.11%. Tỷ lệ tăng
trưởng dân số cao nhất thuộc tỉnh Sơn La: 1,80%, tiếp đến là tỉnh Hoà Bình,
và thấp nhất là Nghệ An. Dân số thành thị lưu vực sông Mã chiếm 10.5% dân
số của toàn lưu vực sông, còn lại là dân cư nông thôn, chiếm 89,5%.
- Dân tộc: Dân tộc ít người chiếm 25,55%. Thanh Hoá có 14,4% và
Nghệ An 13,25%. Các dân tộc ít người có tỷ lệ hộ nghèo cao. Dân tộc ít
người chủ yếu sinh sống ở vùng nông thôn, vùng sâu vùng xa và sống

11


bằngnghề nông nghiệp tự cung, tự túc là chủ yếu. Tỷ lệ hộ nghèo trung bình

của lưu vực chiếm tới 53,8%, xếp thứ nhất trong tổng số 16 lưu vực sông và
cao gấp gần 3 lần so với tỷ lệ nghèo trung bình của toàn quốc. Trong lưu vực,
tỷ lệ hộ nghèo cao nhất thuộc tỉnh Nghệ An 83,41% (tỷ lệ nghèo của huyện
Quế Phong), 40.8%, thứ ba là Thanh Hoá : 35,65%.
- Việc làm: Việc làm chủ yếu vẫn tập trung trong lĩnh vực nông nghiệp,
cao nhất là Sơn La hơn 90%, tiếp đến là tỉnh Hoà Bình 82%. Nghệ An và
Thanh Hoá xấp xỉ 70%. Như vậy Lưu vực sông Mã vẫn chủ yếu phát triển
nông nghiệp. Công nghiệp và dịch vụ chưa phát triển. Công nghiệp phát triển
mạnh nhất ở tỉnh Thanh Hoá và tập trung chủ yếu ở khu vực đô thị: Thành
phố Thanh Hoá.
1.2. Các nguồn gây ô nhiễm ảnh hưởng tới sự thay đổi chất lượng nước
sông Mã
Ô nhiễm nguồn nước xuất phát từ nhiều nguyên nhân khác nhau do tiếp
nhận từ nhiều loại nguồn thải. Có thể chia các nguồn thải tác động đến môi
trường nước mặt : Nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt, nước thải nông
nghiệp, nước thải y tế…
1.2.1. Nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục
đích sinh hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân,... Chúng
thường được thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ và các
công trình công cộng khác.
Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học,
ngoài ra còn có cả các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất
nguy hiểm. Chất hữu cơ chứa trong nước thải bao gồm các hợp chất như
protein (40-50%); hydrat cacbon(40-50%). Nồng độ chất hữu cơ trong nước
thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150-450mg/l theo trọng lượng khô. Có
khoảng 20-40% chất hữu cơ khó bị phân huỷ sinh học.

12

Theo Báo cáo Xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên nước tỉnh Thanh Hóa
năm 2013 thì lượng nước sử dụng cho mục đích sinh hoạt của tỉnh Thanh Hóa
gồm cả nước mặt và nước dưới đất khoảng 116.754.740 m 3/năm. Trong đó
khối lượng nước mặt được sử là 3.175.000 m 3/năm và khối lượng nước dưới
đất sử dụng là 113.580.700 m3/năm. Lượng nước thải chiếm khoảng 80%
lượng nước sử dụng, như vậy ước tính lượng nước thải sinh hoạt phát sinh
trong 01 năm là 93.403.792 m 3/năm. Với lượng nước thải sinh hoạt phát sinh
rất lớn và các thành phần độc hại như đã kể trên có thể thấy nước thải sinh
hoạt là một trong những nguồn gây tác động rất lớn đến thực trạng các vấn đề
môi trường nước sông Mã.
1.2.2. Nước thải công nghiệp
Nước thải công nghiệp là nước thải được sinh ra trong quá trình sản
xuất công nghiệp từ các công đoạn sản xuất và các hoạt động phục vụ cho sản
xuất như nước thải khi tiến hành vệ sinh công nghiệp.
Nước thải công nghiệp chứa thành phần các chất ô nhiễm rất đa dạng
và phụ thuộc vào loại hình sản xuất như:
- Nước thải công nghiệp mang nhiều chất độc hại hữu cơ: từ các ngành
công nghiệp thực phẩm, giấy, dầu khí ... chứa các chất ô nhiễm hữu cơ rất
lớn, thường gây ra hiện tượng phú dưỡng trong môi trường nước mặt.
- Nước thải công nghiệp chứa nhiều loại hóa chất độc hại: từ các ngành
công nghiệp phân bón, thuốc trừ sâu...
- Nước thải công nghiệp chứa nhiều kim loại nặng và bùn đất: từ các
ngành công nghiệp cơ khí, luyện kim, khai khoáng...
Theo Báo cáo Xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên nước tỉnh Thanh Hóa
năm 2013 thì lượng nước sử dụng cho mục đích sản xuất công nghiệp của tỉnh
Thanh Hóa gồm cả nước mặt và nước dưới đất là 30.130.585 m 3/năm. Trong
đó khối lượng nước mặt được sử dụng là 25.579.400 m 3/năm, khối lượng
nước dưới đất được sử dụng là 12.469 m 3/ngày (4.551.185 m3/năm). Theo Lê

13


Anh Tuấn (2005) thì lượng nước thải công nghiệp chiếm khoảng 30-35% tổng
lượng nước được sử dụng. Như vậy ước tính nước thải công nghiệp thải ra
môi trường bên ngoài khoảng 10.000.000 m3/năm . Đây cũng là khối lượng
nước thải phát sinh rất lớn và với các thành phần độc hại như đã kể trên có thể
thấy nước thải sản xuất công nghiệp cũng là một trong những nguồn gây tác
động rất lớn đến thực trạng các vấn đề môi trường nước sông Mã.
1.2.3. Nước thải sản xuất nông nghiệp
Nước thải từ các trại chăn nuôi gia súc, gia cầm, ao nuôi thả cá... mang
nhiều chất hữu cơ và vi trùng.
Nước sử dụng cho nông nghiệp chủ yếu là nước tưới vì vậy thành phần
gây ô nhiễm chủ yếu bao gồm phân bón hóa học, hóa chất bảo vệ thực vật,...
Theo nghiên cứu tại vùng đồng bằng Bắc Bộ lượng phân bón, thuốc
bảo vệ thực vật tồn dư trên 1ha đất canh tác trong 1 vụ trung bình là 0,1kg
phân Ure; 0,049kg phân lân; 0,055kg phân Kali và 0,00105kg thuốc bảo vệ
thực vật.
Ước tính lượng phân bón và hóa chất bảo vệ thực vật tồn dư trên một
ha đất nông nghiệp trong một vụ dựa vào diện tích đất nông nghiệp như sau:
Bảng 1.2: Lượng tiêu thụ phân và hóa chất bảo vệ thực vật
trên 1 ha đất nông nghiệp
Diện tích
đất nông
nghiệp

Tổng diện
Năm
tích
(ha)

2013
846.909,0
Toàn tỉnh
2020
920.629,4
Nguồn: Sở Tài Nguyên và

HC
BVTV
(Tấn/vụ)
84,69
46,58
41,50
0,89
92,06
45,11
50,63
0,97
Môi Trường Thanh Hóa (2015), Báo cáo
Ure
Kali
Phân lân
(Tấn/vụ) (Tấn/vụ) (Tấn/vụ)

hiện trạng môi trường 5 năm giai đoạn 2011 – 2015
Theo Bảng 1.2. nhu cầu sử dụng phân bón hóa học và thuốc bảo vệ
thực vật tăng lên đáng kể trong trong tương lai, trong khi đó hệ số sử dụng của
cây trồng đối với các phân đạm chỉ xấp xỉ khoảng 60% đối với cây trên cạn,

14

của lúa nước khoảng 20-30%. Lượng phân bón dư thừa sẽ một phần hòa vào
nước, một phần bay hơi và hầu hết nằm lại dưới đât. Khi sử dụng phân bón hóa
học và thuốc bảo vệ thực vật giúp tăng năng suất cây trồng, tuy nhiên nếu
không sử dụng hợp lý thì thì đây cũng là một trong những tác nhân mang vào
môi trường đất, nước mặt, nước ngầm các kim loại nặng, hóa chất độc hại.
1.2.4. Nước thải y tế
Trên địa bàn tỉnh hiện có 47 bệnh viện (bệnh viện đa khoa, chuyên
khoa tuyến tỉnh, bệnh viện đa khoa tuyến huyện và bệnh viện ngoài công lập)
và 583 cơ sở y tế tư nhân (phòng khám tư nhân) chủ yếu các cơ sở y tế này
đóng trên địa bàn các đô thị.Theo ước tính, với tổng số giường bệnh là 10.316
giường bệnh. Từ hệ số thải nước tính cho mỗi giường bệnh là 0,60
m3/giường/ngày (Trần Đức Hạ (1998), có thể ước tính được tổng khối lượng
nước thải y tế trên toàn tỉnh là 6.189,6 m3/ngày. Trong số 47 bệnh viện đang
hoạt động khám chữa bệnh có 41/47 bệnh viện đã đầu tư các công trình xử lý
nước thải, chiếm 87,2%, các bệnh viện còn lại chưa có hoặc chưa xây dựng
xong công trình xử lý nước thải. Nước thải tại các bệnh viện này chỉ được xử
lý sơ bộ qua các bể tự hoại, sau đó thải ra môi trường.
1.3. Ứng dụng thống kê đa biến trong đánh giá chất lượng môi trường
1.3.1. Tổng hợp các phương pháp thống kê đa biến trong đánh giá thông tin
Các phương pháp thống kê đa biến có một áp dụng hết sức rộng rãi, đa
dạng, bao trùm trên nhiều lãnh vực nghiên cứu khoa học như sinh học, sinh
thái học, nông học, lâm học, di truyền học, y học, khảo cổ học, tâm lý học, xã
hội học, kinh tế học, quản lý tài nguyên, môi trường, quy hoạch sử dụng đất
đai…Nhiệm vụ của phân tích số liệu nhiều chiều là làm thế nào để thấy được
hình ảnh của nó hoặc mối liên hệ giữa các biến trong đó một cách rõ ràng và
đơn giản nhất hay kiểm nghiệm sự đúng đắn của mô hình liên hệ đã xây dựng.
Trọng tâm của thống kê đa biến là vấn đề định vị (ordination) và phân loại
(classification) các đối tượng nghiên cứu hay các mẫu thu thập được trong

15


quá trình thực hiện công việc nghiên cứu khoa học. Một số phương pháp
thống kê đa biến được sử dụng phổ biến trong đánh giá thông tin như (Bạch
Thị Trang, 2015):
a. Phân tích cụm (Cluster Analysis : CA)
Phân tích cụm là kỹ thuật rất quan trọng trong khai phá dữ liệu, nó
thuộc lớp các phương pháp Unsupervised Learning trong Machine Learning.
Có rất nhiều định nghĩa khác nhau về kỹ thuật này, nhưng về bản chất ta có
thể hiểu phân cụm là các qui trình tìm cách nhóm các đối tượng đã cho vào
các cụm (clusters), sao cho các đối tượng trong cùng 1 cụm tương tự nhau và
các đối tượng khác cụm thì không tương tự nhau. Mục đích của phân cụm là
tìm ra bản chất bên trong các nhóm của dữ liệu. Các thuật toán phân cụm
(Clustering Algorithms) đều sinh ra các cụm (clusters). Tuy nhiên, không có
tiêu chí nào là được xem là tốt nhất để đánh hiệu quả của phân tích phân cụm,
điều này phụ thuộc vào mục đích của phân cụm như: data reduction, “natural
clusters”, “useful” clusters, outlier detection.
Hai loại phân tích nhóm thường sử dụng là : Phân tích nhóm theo bậc
và phân tích nhóm k- trung bình
Phân tích nhóm theo bậc là cách tìm ra các nhóm trong tập số liệu bằng
cách tạo ra các cây phân nhóm. Cây phân nhóm gồm nhiều bậc trong đó nhóm
ở một mức được nối với các nhóm bên cạnh ở mức cao hơn. Điều đó cho
phép quyết đinh mức hoắc thang chia nào của nhóm là phù hợp hơn.
Nhóm theo k – trung bình : các phần tử trong tập số liệu được tách vào
k nhóm, các phần tử cùng nhóm được kết hợp với nhau và các nhóm khác
được tách ra khỏi nhau.
Khoảng cách Euclidean là phương pháp thường được dùng để xác định
sự giống nhau giữa các đối tượng, nó được tính bằng khoảng cách của các đối

tượng dữ liệu đến phần tử là trung tâm của cụm chứa nó. Khi khoảng cách
càng nhỏ thì tự giống nhau giữa các đối tượng càng lớn và ngược lại.

16


Một số ứng dụng của CA:
+ Kinh doanh: Phát hiện ra nhóm khách hàng ưa chuộng sản phẩm A hay
sản phẩm B,…
+ Sinh học: Phân loại động vật, thực vật,..
+ Địa lý: Phân nhóm vũng đất giống nhau dựa vào cơ sở dữ liệu quan sát
trên trái đất,..
+ Một số công cụ độc lập để xem xét phân bổ dũ liệu.
+ Làm bước tiền xử lí cho các thuật toán khác.
b. Phân tích thành phần chính (Principal Components Analysis - PCA)
PCA là một thuật toán thống kê sử dụng phép biến đổi trực giao để biến
đổi một tập hợp dữ liệu từ một không gian nhiều chiều sang một không gian
mới ít chiều hơn (2 hoặc 3 chiều) bằng cách tìm ra giá trị phương sai lớn nhất
với số thành phần chính (PC) hay các biến ảo ít nhất nhằm tối ưu hóa việc thể
hiện sự biến thiên của dữ liệu. Thuật toán cho phép:
+ Nhận biết xu thế chính của tập hợp dữ liệu khảo sát.
+ Đánh giá và sắp hạng các cá nhân nghiên cứu dựa vào các đặc trưng
(biến định lượng) của chúng.
Ngoài ra, PCA còn có nhiều đặc tính tốt:
+ Giúp giảm số chiều của dữ liệu.
+ Thay vì giữ lại các trục tọa độ của không gian cũ, PCA xây dựng một
không gian mới ít chiều hơn, nhưng lại có khả năng biểu diễn dữ liệu tốt
tương đương không gian cũ, nghĩa là đảm bảo độ biến thiên của dữ liệu trên
mỗi chiều mới.
+ Các trục tọa độ trong không gian mới là tổ hợp tuyến tính của không

gian cũ, do đó về mặt ngữ nghĩa, PCA xây dựng feature mới dựa trên các
feature đã quan sát được. Điểm hay là những feature này vẫn biểu diễn tốt dữ
liệu ban đầu.

17