Xác lập cơ sở khoa học ứng dụng công nghệ địa tin học xây dựng cơ sở dữ liệu đánh giá chất lượng môi trường nước mặt vùng mỏ cẩm phả, quảng ninh

V

O

OT O

Ờ

-

Ễ

Ở

Ệ Ằ

Ứ

VÙNG M

Ệ

Ở

Ệ

Ờ

Ớ

NG NINH

À Ộ - 2018


O

V

OT O

Ờ

-

Ệ Ằ

Ễ

Ở

Ứ

Ệ

Ở

Ệ

Ờ

Ớ

VÙNG M

NGÀNH :
à Ố

Ắ

-B

: 9520503

Ĩ

Ờ

Ớ

1. PGS.TS
2. TS

À Ộ 2018

Ẫ

Ồ


i

Ờ
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của
riêng tôi. ác số liệu sử dụng phân tích trong luận án có nguồn gốc rõ ràng, đã
công bố theo đúng quy định. ác kết quả nghiên cứu trong luận án do tôi tự tìm
hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan.
ghiên cứu sinh

guyễn hị ệ

ằng


ii

Ờ

B

. Tính c p thiết của đ
2.

Mục tiêu nghiên cứu ......................................................................................

3.

Nội dung nghiên cứu

4.

ối tượng và phạm vi nghiên cứu .................................................................

5.

Phương pháp nghiên cứu ...............................................................................

6.

Những điểm mới của luận án ........................................................................

7.

Luận điểm bảo vệ ..........................................................................................

8.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .......................................................................

9.

ơ sở tài liệu thực hiện luận án .....................................................................

0. u trúc luận án ..........................................................................................
. Lời cảm ơn ..................................................................................................

1.1 hái niệm nước m t và đánh giá ch t lượng nước m t ..............................
.2 Những yếu tố ảnh hưởng tới ch t lượng nước m t ...................................
1.2.1 Nước thải sinh hoạt ................................................................................
1.2.2 Nước thải công nghiệp ...........................................................................
1.2.3 Nước thải y tế .........................................................................................

1.2.4 Nước thải nông nghiệp ...........................................................................
1.3 Sử dụng ch số WQ


iii

1.4 T ng quan các công trình nghiên cứu ứng dụng công nghệ địa tin học xây
dựng

SL và đánh giá ch t lượng nước m t ...................

1.4.

Trên thế giới ...........................................................................................

1.4.2 Trong nước .............................................................................................

1.5

hai thác khoáng sản và ảnh hưởng của nó tới ch t

m

m Phả, Quảng Ninh ..............................................

.5.

Tài nguyên nước m t ở v ng m

.5.2

nh hưởng của khai thác khoáng sản tới ch t lượ

m Phả, Quảng Ninh .....................................................................................
.6 Tiểu kết chương
2
Ở
Ớ..................................................................................................
2. Nghiên cứu lựa chọn giải pháp ứng dụng địa tin học xây dựng cơ sở dữ
liệu phục vụ đánh giá ch t lượng môi trường nước m t .................................
2. .

hái niệm vịa tin học và SL ................................

2. .2

hả n ng ứng dụng k thuật địa tin học xây dựng cơ

giá ch t lượng môi trường nước m t ...............................................................
2.2 Sơ đồ quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu ch t lượng môi trường nước m t ...
2.3 Phương pháp tính toán ch số WQ ...........................................................
2.4

ng dụng k thuật địa tin học khai thác S

2.4.

Thành lập bản đồ ch t lượng nước m t b ng phươn

2.4.2 Phân tích thống kê không gian ...............................................................
2.4.3 Mô hình hóa ch t lượng môi trường nước .............................................
2.5 Lựa chọn công nghệ ph hợp với v ng m
2.5.

ết hợp các ph n m m

S và ph n m m môi trường

S L nước m t ...............................................................................................


2.5.2 Tích hợp tư liệu viễn thám và S .........................................................
2.6 Tiểu kết chương 2......................................................................................

3.

c điểm khu vực nghiên cứu ..........................................................

3.2c điểm tư liệu sử dụng trong luận án ....................................................
3.2.

Số liệu quan tr c ch t lượng nước m t...........................................

3.2.2 ữ liệu viễn thám ...................................................................................

3.3 Xây dựng cơ sở dữ liệu ch t lượng nước m t khu vực
Ninh
3.4

m Phả, Quảng

....................................................................................

hai thác, sử dụng cơ sở dữ liệu phục vụ đánh giá, g

môi trường nước m t .......................................................................................
3.4.

Xây dựng bản đồ chuyên đ các thông số môi trườn

3.4.2

ánh giá ch t lượng nước m t b ng phương pháp thố

3.4.3

ánh giá biến động hàm lượng các thông số ch t lượ

3.4.4

ánh giá ch t lượng nước m t b ng ch số WQ .........

3.4.5

Xác định hàm lượng các thông số ch t lượng nước
thám

..................................................................................

3.5 ết luận chương 3 ...................................................................................
À....................................................................
À

Ệ..........................................................................

1 ..............................................................................

.................................................................................


v

STT
1

GIS System

2

WQI - Water Quality Index

3

TSS - Total Suspended Sediment

4

5

BOD
Demain
NSMI
Material Index

6

COD

7

SWAT

8

SPOT

9

TKV

10

CSDL

11

IDW

12

NIR - Near Infrared

13

SWIR - Shortware Infrared

14

QCVN

15

RGB

16

IWRA

17

UNECE


ảng .

T ng lượng nướ

thải t các khu công nghiệp [20 .....................................................................

ảng .2

ảng xác định g

nước [2

.....................................................................

ảng 2.

ác bộ cảm viễ

nước [42
ảng 2.2.
ảng 3.

.....................................................................

ảng quy định các giá

Tên trạm quan t

Phả ...................................................................................................................

ảng 3.2

c điểm các kê

ảng 3.3

ết quả tính WQ

ảng 3.4

ết quả tính WQ

ảng 3.5

ết quả tính WQ

ảng 3.6

ết quả tính WQ

ảng 3.7

ết quả tính WQ

ảng 3.8

ết quả tính WQ

ảng 3.9

ết quả tính WQ

ảng 3. 0
ảng 3.

ết quả

WQ

ảng 3. 2 WQ
ảng 3. 3

ảng đ

IV 2012..........................................................................................................

ảng 3. 4
20141.............................................................................................................................

ảng đá


ảng 3.15
Ninh tại các trạm quan tr c và điểm l y m u quvà 4 n m 20 6 .............
ảng 3.

6So sánh

2A ngày
ảng 3.

7So sánh

2 ngày 02
ảng 3.18
tại các trạm quan tr c và điểm l y m u quvà 4 n m 2016 ......................

àm lư


ình

. T

ình

.2 T lệ giữa các v ng v

lệ phâ

thải sinh hoạt [ 9 ..........................................................................................

ình

.3 Nước thải sinh hoạt gây ô nhiễm ở Q

ình

.4 Vị trí một số trạm quan tr c trong ng

(2017)
ình

.5

iao diệ

ình

.6

iao di

ình

.7

ết quả

.8

ết quả

nghiên cứu của
(Bilhimer, 2012)
vực hadravathia b ng phương pháp
ình
(2016)
ình

.9 Vị trí các điểm l y m u ch t lượng nư

ình

.10 ết quả xác định phân bố hàm lượ

He [46] .............................................................................................................

nghiên cứu của Weipi e ................................................................................

ình

.11 Tư liệu ảnh Landsat 8 và sơ đồ các

trong nghiên cứu của Li et al.
ình
ương,

.2

nhi

m Phả
ình

. 3 Tác động của khai thác than đối vớ

môi trường ......................................................................................................

ình
Quảng Ninh nguồn nternet ..........................................................................

. 4 Tác động bồi l p sông suối trong k


ix

ình . 5

iễn biến một số thông số ch t lượng nước khu vực

Quảng Ninh giai đoạn 2005 – 2009

nguồn: T ng

m Phả,

ông ty than khoáng sản

Việt Nam

..............................

ình 2.

Minh họa v c

Internet) ...........................................................................................................
ình 2.2

Ví dụ v cơ sở
Parkowe,

Ba Lan (Absalon et

ình 2.3 Sơ đồ quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu ch t lượng môi trường nước
m t ...................................................................................................................

ình 2.4 Sơ đồ quy trình thành lập bản đồ phân bố các thông số ch t lượng
nước t cơ sở dữ liệu .......................................................................................
ình 2.5 Ví dụ v

sử dụng phương pháp nội suy không gian trong đánh giá

ch t lượng nước khu vực hồ Tonle Sap,

ambodia a – Simple Kriging, b –

Ordiginal Kriging, c – IDW) (Chum et al., 2017) [36] ...................................
ình 2.6 Sự thay đ i v
COD, TN, F (Lee and White,1992) [48]
ình 2.7 ác thành tố chính trong mô hình môi trường .................................
ình 2.8 Mô tả mô hình
ình 2.9
ình 2. 0

ết quả xá

vực hồ chứa Te- hi, ài Loan
Hình 2.11

ác thành

cảm biến ghi nhận ...........................................................................................

Hình 2.12

ác thành

ình 3.

ản đồ hà

ình 3.2 Một số hoạt động kinh tế – xã hội tại

m Phả, Quảng Ninh .........


ình

3.3 Tư liệu ảnh Sentinel-2

Quảng Ninh, R
ình

3.4 Tư liệu ảnh Sentinel-2

Quảng Ninh, R
ình

3.5 Nhập dữ liệu trong

ình 3.6

iển thị cơ

Phả, Quảng Ninh trong ph n m m
ình

3.7 Ví dụ nhập dữ liệu ch t lượng nước m t trong

ình

3.8 Ví dụ kết quả thành lập bản đồ thông số

ình

3.9 Ví dụ kết quả thành lập bản đồ thông số

ình 3.
2011

0 ồ thị th
- 20 6 và giới hạn theo Q

ình 3.
2011

ồ thị th
- 20 6 và giới hạn theo Q

2 ồ thị th

ình 3.
2014
ình

- 20 6 và giới hạn theo Q

3.

3 ồ thị th

đoạn 20

- 20 6 và

ình 3.

4 ồ thị th

trạm đo giai đoạn 2011 - 20 6 và giới hạn theo Q
ình 3.
2011
ình 3. 6

5 ồ thị th
- 20 6 và giới hạn theo Q

ồ thị di

tại 5 điểm quan tr c nước m t ở
ình
tại 5 điểm quan tr c nước m t ở

3. 7 ồ thị di


ình 3. 8

ết q

Ninh t ảnh vệ tinh Sentinel-2
ình 3. 9 Sơ đồ các điểm quan tr c, l y m u ch t lượng nước khu vựcm
Phả, Quảng Ninh
ình 3.20

ết q

lượng ch t lơ lửng trong nước biển khu vực
16/04/2016.....................................................................................................

ình 3.2

ết q

lượng ch t lơ lửng trong nước biển khu vực
02/12/2016.....................................................................................................

ình 3.22

ết q

ven biển

m Ph
ình 3.23 Phóng to kết quả xác định hàm lượng TSS t

2

ngày

6 04

m Phả ........................................................................................................

ình 3.24 Phóng to kết quả xác định hàm lượng TSS t
ngày 6 04 20 6 khu vực
ình 3.25

ết q

ven biển

m Ph
ình 3.26 Phóng to kết quả xác định hàm lượng TSS t

2

ngày 02 2 20 6 khu vực
m Phả ........................................................................................................

ình 3.27 Phóng to kết quả xác định hàm lượng TSS t
ngày 02

2 20 6 khu vực
ình 3.28

biển

ết q
m Phả t

ình 3.29
biển

ết q
m Phả t


1

Ở
1 nh c p thi t củ

ti

Nước là một nguồn tài nguyên vô c ng qu giá, là thành ph n thiết yếu
của sự sống và môi trường. ó thể coi nước là thành ph n quyết định đến sự tồn
tại và phát triển của m i quốc gia.
Việt Nam là một nước có nguồn tài nguyên nước m t phong phú.
đ

o

c th v vị trí địa l và đ c điểm đi u kiện tự nhiên, t ng lượng nước m t của

nước ta phân bố không đồng đ u cả v thời gian và không gian, d n đến
tình trạng có những v ng bị l lụt thường xuyên, trong khi đó có những v ng lại

bị khô hạn k o dài. ơn nữa, m c d có nguồn tài nguyên nước dồi dào, tuy nhiên
tài nguyên nước m t ở Việt Nam không phải là vô tận. Nước m t
c

ng dễ bị t n thương do được khai thác tối đa phục vụ cho các nhu c u sinh

hoạt và phát triển kinh tế xã hội. ên cạnh đó, c ng với sự phát triển mạnh m
của kinh tế - xã hội, những ảnh hưởng tiêu cực của các hoạt động này đến
nguồn nước khiến tình trạng ô nhiễm nước m t diễn ra nghiêm trọng. Tốc độ
công nghiệp hoá, đô thị hoá nhanh chóng, hoạt động giao thông đường thủy,
hoạt động khai thác khoáng sản, hoạt động nuôi trồng thủy hải sản và sự gia t
ng dân số gây áp lực ngày càng n ng n đối với tài nguyên nước m t ở các hệ
thống sông, hồ c ng như ven biển. Môi trường nước m t ở nhi u khu vực trên
thế giới đang bị ô nhiễm n ng n bởi nước thải, khí thải và ch t thải r n. Xây
dựng cơ sở dữ liệu ch t lượng nước m t đang là một v n đ có tính c p thiết,
phục vụ công tác quản l , bảo vệ và sử dụng b n vững nguồn tài nguyên nước
m t ở Việt Nam.
Việt Nam là một quốc gia có nguồn tài nguyên khoáng sản phong phú,
trong đó một số loại có trữ lượng thuộc loại lớn ở khu vực như than đá, s t,
d u khí...Khai thác m là ngành công nghiệp giữ vai tr quan trọng trong n n
kinh tế Việt Nam, góp ph n quan trọng đối với sự phát triển kinh tế - xã hội ở


2

nước ta thời gian qua. ên cạnh những lợi ích to lớn mang lại, công nghiệp khai
thác m c ng tác động mạnh m đối với các thành ph n tài nguyên, môi trường,
phá vỡ thế hài h a vốn có của cảnh quan thiên nhiên trên một diện
tích rộng lớn. Tại các khu vực khai thác m
l ng, xử l

lộ thiên, do không có ao chứa

nên ph n lớn các nhà máy đưa trực tiếp nước thải ra môi trường

mà không qua b t k hình thức xử l nào. ên cạnh đó, trong những n m trước
đây, nhi u đơn vị khai thác khoáng sản ch quan tâm đến lợi ích kinh tế trước m
t mà xem nhẹ công tác bảo vệ môi trường. ậu quả là nhi u thành ph n tài
nguyên và môi trường v ng m bị tác động và biến đ i mạnh m , ảnh
hưởng trực tiếp ho c gián tiếp đến đời sống dân sinh trong khu vực mà nước
m t là một đối tượng quan trọng.
ng như nhi u v ng khác trong cả nước, m Phả là thành phố côngnông nghiệp. ên cạnh công nghiệp m , các loại hình công nghiệp khác như
nhiệt điện, xi m ng, cơ khí v.v...ngày càng được phát triển.

ng với quá

trình công nghiệp hoá và đô thị hoá, dân số ngày một t ng, nhu c u cung c p
nước cho các ngành công-nông nghiệp và sinh hoạt ngày càng lớn. Một
nghịch l đang diễn ra gay g t: công nghiệp càng phát triển, dân số càng t ng
thì tài nguyên nước m t ngày càng bị suy thoái cả v số lượng và ch t lượng. ác
nguồn nước m t trong các ao hồ, sông suối và nước ven biển v ng m
m Phả đang bị ô nhiễm tr m trọng. Ngoài những nguyên nhân ph
ô nhiễm không khí, ch t thải r n, ch t thải l ng t

quát do

hoạt động công nghiệp,

giao thông vận tải, nông nghiệp và sinh hoạt của người dân, ch t lượng nước
m t v ng m m Phả c n bị suy giảm n ng n bởi nguyên nhân khai thác m . Nước

m lộ thiên, h m l ; nước m t các cơ sở tuyển khoáng, nước chảy tràn t bãi thải
và bãi chứa than v.v…là các nhân tố làm gia t ng quy mô và mức độ ô nhiễm
làm suy giảm nghiêm trọng ch t lượng nước m t v ng m
m Phả.

ân số ngày càng t ng, các hoạt động du lịch, công nghiệp khai


3

thác khoáng sản, cơ khí, xi m ng ngày càng mở rộng là các nguyên nhân t ng
hợp làm suy giảm ch t lượng tài nguyên nước m t v ng m

m Phả. Mọi

nghiên cứu xác định nguyên nhân, phân tích các thành ph n, đánh giá ch t
lượng nguồn nước m t v ng m

m Phả Quảng Ninh là nhu c u c p thiết

nh m xác định diễn biến ch t lượng nước, phân v ng và nhận diện các thành ph
n ô nhiễm, hướng tới xây dựng các giải pháp xử l , quản l các nguồn nước m t
trong khu vực, góp ph n ng n ng a, giảm thiểu các tác động tiêu cực, nâng cao
ch t lượng nước sạch cho dân cư v ng Quảng Ninh nói chung và khu vực m
Phả nói riêng.
ó nhi u phương pháp đánh giá ch t lượng nước m t. M i phương
pháp đ u có ưu nhược điểm và đi u kiện ứng dụng riêng.

là đánh giá b ng

phương pháp nào c ng phải dựa trên cơ sở dữ liệu. M c d

đã được quan tr c

nhi u, nhưng dữ liệu nước m t v ng m

m Phả Quảng Ninh v n c n bị

phân tán v định dạng, v c u trúc, v chu n hoá dữ liệu v.v…Một cơ sở dữ liệu đ
y đủ, được xây dựng b ng các phương pháp và công nghệ hiện đại với các khả
n ng cập nhật, quản l , phân tích, hiển thị và chia sẻ kịp thời là cơ sở cho công
tác đánh giá chính xác và hiệu quả các thành ph n tài nguyên, môi


trường nói chung và tài nguyên nước m t nói riêng [ 0 . ông nghệ địa tin học
mà tiêu biểu là viễn thám và hệ thông tin địa l S là các công cụ hiện
đại đáp ứng các yêu c u đó.
Với những l do trên, đ tài luận án “Xác lập cơ sở khoa học ứng dụng
công nghệ địa tin học xây dựng cơ sở dữ liệu đánh giá chất lượng môi
trường nước mặt vùng mỏ Cẩm Phả, Quảng Ninh” là xu t phát t yêu c u
thực tiễn và có tính khoa học. ết quả nhận được trong luận án góp ph n nâng
cao hiệu quả ứng dụng công nghệ ịa tin học c ng như cung c p thông tin kịp
thời, giúp các nhà quản l trong giám sát, đánh giá và bảo vệ môi trường nước
m t khu vực khai thác m .


4

2

ục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu nghiên cứu của luận án là xác lập được cơ sở khoa học ứng

dụng công nghệ địa tin học trong xây dựng cơ sở dữ liệu đánh giá ch t lượng
môi trường nước m t v ng m
3

m Phả, Quảng Ninh.

ội dung nghiên cứu
ể

đạt được mục tiêu trên, trong luận án tiến hành nghiên cứu các nội

dung sau:


Nghiên cứu t ng quan v tài nguyên nước m t và các nguyên nhân gây

ra sự suy thoái ch t lượng ở v ng m C m Phả, các phương pháp đánh giá ch t
lượng nước m t; t ng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan
đến ứng dụng công nghệ địa tin học trong xây dựng cơ sở dữ liệu và đánh giá
ch t lượng nước m t.


Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng và khai thác cơ sở dữ liệu nước

m t b ng công nghệ địa tin học phục vụ công tác quản l , giám sát và đánh giá
ch t lượng nước m t.
• Thu thập số liệu quan tr c ch t lượng nước m t tại

trong đ t li n và 20 điểm khu vực ven biển
dữ liệu. Thu thập dữ liệu viễn thám

5 điểm quan tr c

m Phả phục vụ xây dựng cơ sở

ảnh vệ tinh Sentinel-2

phục vụ xác

định hàm lượng một số thông số ch t lượng nước khu vực ven biển.
• Nghiên cứu kết hợp các ph n m m

S và ph n m m quản l , đánh giá

môi trường QWin trong xây dựng cơ sở dữ liệu môi trường nước m t.


hai thác sử dụng cơ sở dữ liệu ch t lượng môi trường nước m t nh m

thành lập các bản đồ chuyên đ v các thông số ch t lượng nước, đánh giá ch t
lượng nước b ng ch số WQ , đánh giá ch t lượng nước kết hợp với tư liệu viễn
thám.
• Thử nghiệm ứng dụng ph n m m QWin và WQ trong đánh giá ch t
lượng môi trường nước m t vùng m C m Phả.


5

4 ối tượng v phạm vi nghiên cứu
ối tượng nghiên cứu
Xu t phát t

yêu c u của đ

ch t lượng nước m t v ng m

tài, đối tượng nghiên cứu của luận án là
m Phả.

hạm vi nghiên cứu
Phạm vi không gian: luận án lựa chọn thực nghiệm ở khu vực
-

m Phả

Quảng Ninh.
Phạm vi thời gian: đ tài luận án xây dựng với các số liệu quan tr c môi

trường nước m t được đo trực tiếp tại m Phả giai đoạn 20 - 2016. Trong luận
án c ng sử dụng 02 cảnh ảnh vệ tinh quang học Sentinel 2 n m 20 6 nh m đánh
giá phân bố hàm lượng một số thông số ch t lượng nước khu vực ven biển m
Phả.
5

hương pháp nghiên cứu


Phương pháp phân tích, t ng hợp: t ng hợp, phân tích các nghiên cứu

trong và ngoài nước liên quan đến nội dung luận án; các số liệu, tài liệu v ch t
lượng nước m t khu vực nghiên cứu.


Phương pháp thu thập số liệu: trong luận án tiến hành thu thập số

liệu tại 5 điểm quan tr c ch t lượng nước m t khu vực đ t li n và 20 điểm
khu vực ven biển

m Phả, Quảng Ninh giai đoạn 20

- 2016.

• Phương pháp S: kết hợp các ph n m m S Map nfo, rc S và ph n m m
đánh giá môi trường QWin Manager trong xây dựng và khai thác cơ sở dữ
liệu ch t lượng môi trường nước m t khu vực m Phả, Quảng Ninh.


Phương pháp thống kê: sử dụng trong phân tích thống kê nh m đánh

giá diễn biến theo qu và n m ch t lượng môi trường nước m t khu vực m Phả,
Quảng Ninh tại 5 trạm đo trong đ t li n.
• Phương pháp viễn thám: sử dụng trong xử l ảnh vệ tinh quang học
Sentinel 2 nh m xác định phân bố hàm lượng một số thông số ch t lượng nước
khu vực ven biển m Phả, Quảng Ninh.


6

6

hững iểm mới củ luận án
hứ nh t, kết hợp các ph n m m S và ph n m m quản l , đánh giá môi

trường QWin trong xây dựng cơ sở dữ liệu ch t lượng nước m t là
phương án ph hợp và hiệu quả đối với hiện trạng cơ sở hạ t ng và số liệu quan
tr c ch t lượng nước m t khu vực khai thác m ở nước ta hiện nay.
hứ h i, cơ sở dữ liệu xây dựng trong luận án là công cụ hiệu quả phục vụ
quản l , đánh giá và giám sát ch t lượng môi trường nước m t thông qua thành lập
các bản đồ thông số ch t lượng nước, đánh giá b ng ch số WQ , kết hợp tư liệu
viễn thám trong xác định hàm lượng các thông số ch t lượng nước…

7

uận iểm bảo vệ
uận iểm 1: ông nghệ ịa tin học là công cụ hiệu quả trong xây dựng

cơ sở dữ liệu ch t lượng môi trường nước m t khu vực khai thác m trên cơ sở
tích hợp các ph n m m

S và ph n m m quản l , đánh giá môi trường.

uận iểm 2: Cơ sở dữ liệu nước m t xây dựng trong nghiên cứu giúp
quản l , giám sát và đánh giá ch t lượng môi trường nước m t khu vực m Phả
Quảng Ninh một cách hiệu quả theo thời gian và không gian thông qua các k
thuật phân tích, thống kê không gian.
8 Ý ngh

kho học v thực tiễn

Ý ngh

kho học:

ết quả nghiên cứu của đ

tài luận án giúp hoàn

thiện cơ sở khoa học và chứng minh tính hiệu quả, tính tin cậy của phương
pháp ứng dụng công nghệ ịa tin học trong xây dựng và khai thác cơ sở dữ liệu
môi trường nước m t.
Ý ngh
đ

thực tiễn: cơ sở dữ liệu môi trường nước m t xây dựng trong

tài luận án có thể được khai thác ứng dụng phục vụ công tác quản l , giám

sát và sử dụng b n vững tài nguyên nước m t nói chung, tài nguyên nước m t
khu vực khai thác m nói riêng.


7

9

ơ sở t i liệu thực hiện luận án
Bản ồ ị hình: ản đồ địa hình tỷ lệ :25 000 n m 2000 do ục ản đồ ộ T ng

tham mưu xây dựng. ản đồ này được sử dụng để n n ch nh ảnh vệ tinh các thời
điểm v hệ tọa độ với hệ quy chiếu VN2000 c ng như phục vụ xây dựng các
bản đồ .
ữ

liệu qu n trắc: bao gồm các số liệu đo đạc, quan tr c ch t lượng

nước m t khu vực nghiên cứu giai đoạn 2011 - 2016, trong đó có 5 điểm quan
tr c khu vực đ t li n và 20 điểm khu vực ven biển m Phả, Quảng Ninh.
ư

liệu viễn thám: 02 cảnh ảnh vệ tinh quang học độ phân giải cao

Sentinel-2 chụp ngày 6 4 20 6 và 02 2 20 6 khu vực
10

m Phả, Quảng Ninh.

u trúc luận án
Luận án bao gồm ph n mở đ u, kết luận, tài liệu tham khảo và nội dung

chính được trình bày trong 03 chương:
hương : T ng quan v v n đ nghiên cứu
hương 2: ơ sở khoa học ứng dụng địa tin học xây dựng cơ sở dữ liệu
đánh giá ch t lượng môi trường nước m t
hương 3: Thực nghiệm xây dựng và khai thác cơ sở dữ liệu nh m
đánh giá ch t lượng môi trường nước m t khu vực
11

m Phả, Quảng Ninh.

ời cảm ơn
Luận án được hoàn thành tại bộ môn Tr c địa M , trường đại học M

ịa ch t, dưới sự hướng d n khoa học của P

S.TS

iu

-

im Trúc và TS.

Vương Trọng ha.
Trong quá trình học tập và thực hiện luận án, N
giúp đỡ nhiệt tình của bộ môn Tr c địa m

S luôn nhận được sự

c ng các đơn vị chức n ng thuộc


trường đại học M - ịa ch t; Sự tạo đi u kiện của an giám hiệu Trường ại học
Tài nguyên và Môi trường à Nội, sự ủng hộ của Lãnh đạo khoa Tr c địa, ản đồ
và Thông tin địa l thuộc Trường ại học Tài nguyên và


8

Môi trường

à Nội; các Th y cô giáo, các chuyên gia, các nhà khoa học và

các bạn đồng nghiệp hoạt động trong lĩnh vực Tr c địa như Trường ại học Tài nguyên và Môi trường
ịa ch t;

ục

o đạc,

à Nội; Trường

ản đồ và Thông tin địa l

thuật Quân sự, ội Tr c địa -

ản đồ ở các đơn vị

Việt Nam;

ại học M ọc viện

ản đồ - Viễn thám Việt Nam, v.v…

Nghiên cứu sinh chân thành cảm ơn

ông ty

ph n Tin học,

ông

nghệ và Môi trường – Vinacomin đã giúp đỡ tôi được tham khảo tài liệu, các
kết quả khảo sát và số liệu quan tr c môi trường giai đoạn 20 – 2016.
c biệt, N S bày t l ng biết ơn chân thành và sâu s c đến P S.TS i u im
Trúc và TS. Vương Trọng ha - người Th y r t tận tụy giúp đỡ
N S hoàn thành luận án này.
Xin trân trọng cảm ơn các Th y trong ội đồng đã đọc, góp và đánh giá
để N S hoàn thiện hơn luận án.
Xin trân trọng cảm ơn. .


9

Ứ

1. Ổ
1.1 hái niệm nước m t v

ánh giá ch t lượng nước m t

ước m t
Theo ”Thuật ngữ thủy v n và môi trường nước”, tài nguyên nước là
lượng nước trên một v ng đã cho ho c lưu vực, biểu diễn ở dạng nước có thể
khai thác, bao gồm nước m t và nước dưới đ t.
i

u 2, Luật Tài nguyên nước Việt Nam 20 2 quy định: ”Tài nguyên

nước của Việt Nam bao gồm các nguồn nước m t, nước mưa, nước dưới
đ

t, nước biển thuộc lãnh th Việt Nam”. Như vậy, có thể hiểu, tài nguyên

nước của một khu vực là toàn bộ lượng nước có trong đó mà con người có thể
khai thác, sử dụng được cho sinh hoạt, sản xu t trong hiện tại và tương lai.
Nước m t là một dạng tài nguyên nước. Theo Luật Tài nguyên nước
Việt Nam 20 2 , ”nước m t là nước tồn tại trên đ t li n và hải đảo”. Nước m t là
nước trong sông, hồ ho c nước ngọt trong v ng đ t ngập nước. Nước m t được
b sung một cách tự nhiên bởi nước mưa và chúng m t đi khi chảy vào đại
dương, bốc hơi và th m xuống đ t [9 .
o đ c điểm vị trí địa l

và đi u kiện tự nhiên, hơn 60

lượng nước

của Việt Nam tập trung ở lưu vực sông Mê ong, 6
sông ồng – Thái ình và khoảng 4 ở lưu vực sông
vực sông khác, t ng lượng nước m t ch chiếm ph n nh
[19].

ên cạnh đó, t ng lượng nước m t của Việt Nam c ng phân bố không đ u

giữa các m a do lượng mưa phân bố không đồng đ u cả v thời gian và không
gian. Lượng mưa thay đ i theo m a và thời điểm m a mưa, m a khô ở các v ng
là khác nhau.

10

H

ng lượng nước m t của các lưu vực sông ở nước ta đạt khoảng 830

T

đến 840 tỷ m3 n m, trong đó khoảng 3 0 – 3 5 tỷ m3 là nước nội sinh chiếm
khoảng 37 , c n lại 520 - 525 tỷ m 3 là nước chảy t các nước láng gi ng vào
lãnh th Việt Nam [19 . Như vậy, nếu tính theo bình quân đ u người,
nước ta đạt khoảng 9560 m3 người, th p hơn chu n 0000 m3 người n m của
quốc gia có tài nguyên nước ở mức trung bình theo quan điểm của WR – iệp
hội Nước quốc tế, và nếu tính theo lượng nước nội sinh thì c n th p hơn. Với
sự gia t ng dân số c ng như quá trình sử dụng nước thiếu hợp l , Việt Nam có
thể đối m t với nguy cơ khan hiếm nước, ảnh hưởng đến sự phát triển
n định v kinh tế, xã hội và an ninh lương thực.
ánh giá ch t lượng nước m t
h

t lượng nước là một ch tiêu quan trọng có liên quan tới t t cả khía

cạnh của hệ sinh thái và đời sống con người, như sức kh e cộng đồng, sản xu t
lương thực, hoạt động kinh tế và đa dạng sinh học.
X t trên khía cạnh quản l , ch t lượng nước được xác định bởi nhu c u sử
dụng cuối c ng của nó. Với các mục đích sử dụng nước như giải trí, n uống,
môi trường sống cho động thực vật thủy sinh, mức trong sạch của