Ứng dụng gis và viễn thám trong quản lý khai thác nước dưới đất tại thành phố hồ chí minh

ĐẠ
ẠI HỌC QU
UỐC GIA T
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯ
ƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH
H KHOA
------
------

NGUYỄN
N THẢO
O VI

ỨNG
G DỤNG
G GIS VÀ
À VIỄN THÁM VÀO QUẢN LÝ
Ý KHAI
THÁ
ÁC NƯỚ
ỚC DƯỚ
ỚI ĐẤT
TẠI
T THÀ
ÀNH PH
HỐ HỒ CHÍ
C MIINH
C
CHUN
NGÀNH:

N
Q
QUẢN LÝ MƠI
M TRƯỜ
ỜNG

LU
UẬN VĂ
ĂN THẠ
ẠC SĨ

TP. HỒ
H CHÍ MIN
NH, THÁNG
G 12 NĂM 2014


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -ĐHQG -HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TS Lê Văn Trung

Cán bộ chấm nhận xét 1 : TS. Lê Minh Vĩnh

Cán bộ chấm nhận xét 2 : TS. Lương Văn Việt

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TPHCM ngày 06
tháng 01 năm 2015.
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn Thạc sĩ gồm:
1. Chủ tịch hội đồng: TS Lâm Đạo Nguyên
2. Cán bộ nhận xét: TS. Lê Minh Vĩnh

3. Cán bộ nhận xét: TS. Lương Văn Việt
4. Cán bộ nhận xét: TS. Trần Thị Vân
5. Thư ký: TS. Hoàng Nguyễn Khánh Linh
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành
sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
---oOo--- 
Tp. HCM, ngày . . . . . tháng . . . . . năm 2014

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: NGUYỄN THẢO VI
Giới tính : Nữ
Ngày, tháng, năm sinh : 30-10-1989
Nơi sinh : Tp.HCM
Chun ngành : QUẢN LÝ MƠI TRƯỜNG
Mã số: 122606090
Khố (Năm trúng tuyển) : 2012
1- TÊN ĐỀ TÀI:
Ứng dụng GIS và Viễn thám vào quản lý khai thác nước dưới đất tài
Thành phố Hồ Chí Minh.

2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:
Ứng dụng GIS và Viễn thám trong quản lý khai thác nước dưới đất tài Thành
phố Hồ Chí Minh. Đánh giá hiện trạng khai thác nước dưới đất và lập bản đồ thể
hiện các cơng trình khai thác. Từ đó, đề xuất giải pháp bảo vệ tài nguyên nước dưới
đất phục vụ quản lý và khai thác nước dưới đất bền vững trên địa bàn Thành phố Hồ
Chí Minh.
3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 08/2013
4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 12/2014
5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS: LÊ VĂN TRUNG
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
(Họ tên và chữ ký)

TRƯỞNG KHOA MÔI TRƯỜNG
(Họ tên và chữ ký)


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình thực hiện luận văn Thạc sĩ tôi đã nhận được nhiều sự giúp
đỡ của thầy cơ, bạn bè, gia đình và sự hỗ trợ nhiệt tình của đồng nghiệp tại phịng
Quản lý Tài ngun Nước và Khống sản – Sở Tài ngun và Mơi trường Thành
phố Hồ Chí Minh.
Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành của mình đến thầy PGS. TS. Lê Văn Trung
đã trực tiếp hướng dẫn tơi trong suốt q trình thực hiện luận văn này đồng thời tạo
mọi điều kiện tốt nhất để tơi hồn thành tốt luận văn.
Đồng thời, tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô Khoa Môi Trường - Trường Đại
học Bách Khoa thuộc Đại học Quốc gia TP.HCM đã dạy dỗ, truyền đạt những kiến
thức bổ ích, kinh nghiệm thực tế về chuyên nghành mà tơi theo học trong suốt hai

năm vừa qua.
Ngồi ra, tơi cũng chân thành cảm ơn đồng nghiệp cùng công tác tại Sở Tài
ngun và Mơi trường Thành phố Hồ Chí Minh và các bạn lớp Cao học Quản lý
Môi Trường khóa 2012 đã ln động viên, ủng hộ và hết lịng giúp đỡ cho tơi hồn
thành tốt luận văn.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình và những người
thân đã tạo mọi điều kiện để tơi an tâm học tập và có thể hồn thành tốt luận văn
thạc sĩ này.
TP. HCM, ngày 15 tháng 12 năm 2014
Nguyễn Thảo Vi


TÓM TẮT LUẬN VĂN
Thành phố Hồ Chí Minh là trung tâm kinh tế của Việt Nam có tốc độ phát
triển kinh tế và đơ thị hóa nhanh và cũng là nơi tập trung khai thác nguồn nước dưới
đất lớn nhất. Sự khai thác nước dưới đất quá mức đã làm biến dạng bề mặt đất tại
một số khu vực và ảnh hưởng của lún mặt đất cùng với sự dâng cao của mực nước
biển đã tạo nên ngập triều tác động nhiều đến môi trường sống của người dân.
Theo số liệu của Sở Tài nguyên và Môi trường cho thấy các tầng chứa nước
ngày càng bị hạ thấp (trung bình 2m/năm tại các trạm khai thác quy mô lớn), đã gây
ra khơ cạn và xâm nhập mặn nguồn nước. Ngồi ra, biến dạng bề mặt địa hình (lún
đất) xảy ra tại nhiều nơi trong khu vực TP.HCM làm giảm độ cao mặt đất gây ra các
thiệt hại như gia tăng khu vực ngập triều, làm biến dạng các cơng trình xây dựng
trên mặt đất và phá vở các dường ống ở các khu vực có sức chịu tải của nền đất
yếu,... Do đó, cần có các giải pháp hiệu quả trong công tác bảo vệ và quy hoạch
khai thác nước dưới đất, nhằm hạn chế các yếu tố có ảnh hưởng trong phát triển đô
thị, cũng như tạo giải pháp quản lý khai thác nước dưới đất một cách bền vững.
Nhận thức được tầm quan trong trong của vần đề này, đề tài “Ứng dụng GIS
và Viễn thám trong quản lý nước dưới đất khu vực TP. Hồ Chí Minh” được thực
hiện để góp phần sử dụng ưu thế phân tích và thống kê khơng gian của GIS phục

vụ cơng tác quản lý, đề ra các biện pháp hiệu quả trong việc phân vùng cho phép
khai thác, khống chế mức độ khai thác theo không gian và thời gian, nhằm giảm tối
đa biến dạng bề mặt địa hình.
Luận văn đã hệ thống hóa cơ sở khoa học trong quản lý bền vững tài nguyên
nước dưới đất và đưa ra giải pháp ứng dụng GIS và Viễn thám phù hợp đáp ứng yêu
cầu quản lý hiện tại. Kết quả đạt được nhằm đề xuất cơ chế, chính sách bảo vệ tài
nguyên nước dưới đất của thành phố, dựa trên việc phân tích các yếu tố về lưu
lượng khai thác lợp lý, trữ lượng của nguồn nước dưới đất, nguồn bổ cập kịp thời
cho từng khu vực với địa chất khác nhau, nhằm tạo cơ sở gắn kết với quy hoạch sử
dụng nước dưới đất với quy hoạch phát triển kinh tế xã hội trong tương lai.


ABSTRACT
The Ho Chi Minh City is a economic center of Viet Nam that has grown very
rapidly in the sectors of industry and urbanization and HCM city is also the largest
concentrative groundwater abstraction. The groundwater large exploitation caused
deform of soil at few areas and the effect of land subsidence combined with a global
sea level rise that have caused residents in many wards suffered water-logging.
From documents of Department of Natural Resources and Environment
(DONRE) show that underground water level is decreasing (annual drawdown: 2m
depth at the heavy ground water pumping stations) caused the water source
exhausted and salty intrusion. In addition, land subsidence leads to the permanent
lower down of the ground elevation and caused substantial damage including the
increase of flood hazards, cracking of buildings, failure of underground water
supply and sewage pipelines at the soft soil. Therefore, the suitable solutions need
to be applied in protection and plan of the groundwater abstraction that aims to
achieve the sustainable urban development with its impacts to itseft water source
and surrounding environment.
In order to understand well the scientific basic for the sustainable
groundwater resources planning and management, the thesis “Application of GIS

and Remote Sensing in managing the groundwater of HCM city” is selected to
study that aims to give the potential use of spatial analysis and statistical tools for
creating effective means of subsidence reduction due to excessive withdrawal of
groundwater.
The thesis summarized need and necessary works for effective protection
and sustainable groundwater management. The results show that the potential of
GIS and Remote Sensing tools gained many positive impacts in managing
groundwater and land subsidence. It also satisfied the demands of urban managers
in creating effective means that can supply chain decision making, give solutions to
solve emergency case that provide information on the sustainable urban
groundwater management.


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là hoàn toàn trung
thực, chưa từng được ai sử dụng để công bố trong bất kỳ cơng trình nào khác. Các thơng tin,
tài liệu trích dẫn trong nội dung luận văn đã được ghi rõ nguồn gốc và được sự đồng ý của
cá nhân cũng như cơ quan có thẩm quyền cho phép được sử dụng trong luận văn này.
Tôi xin chịu trách nhiệm về tính trung thực của các thơng tin, kết quả điều tra và số liệu
trong luận văn này.

Tác giả

Nguyễn Thảo Vi


1

TÓM TẮT

MỤC LỤC
CHƢƠNG I: MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 7
1.1 Đặt vấn đề nghiên cứu ................................................................................................... 7
1.2 Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................................ 8
1.3 Tổng quan nghiên cứu trong và ngoài nƣớc ................................................................. 9
1.4 Mục tiêu nghiên cứu.................................................................................................... 12
1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .................................................................... 12
CHƢƠNG II: HIỆN TRẠNG QUẢN LÝ VÀ KHAI THÁC ........................................... 14
2.1 Điều kiện tự nhiên ....................................................................................................... 14
2.1.1 Vị trí địa lý ............................................................................................................... 14
2.1.2 Điạ hiǹ h .................................................................................................................... 15
2.1.3 Khí hậu ..................................................................................................................... 16
2.1.4 Thủy văn ................................................................................................................... 18
2.2 Đặc điểm kinh tế xã hội .............................................................................................. 19
2.2.1 Dân cƣ ...................................................................................................................... 19
2.2.2 Kinh tế ...................................................................................................................... 20
2.3 Đặc điểm thủy văn ...................................................................................................... 21
2.4 Hiê ̣n tra ̣ng khai thác và quản lý nƣớc dƣới đấ t ........................................................... 26
2.4.1 Trƣ̃ lƣơ ̣ng khai thác .................................................................................................. 26
2.4.2 Hiện trạng khai thác nƣớc dƣới đất .......................................................................... 29
2.4.2 Các ảnh hƣởng do khai thác nƣớc dƣới đất ............................................................. 41
2.4.3 Công tác quản lý hiê ̣n nay ........................................................................................ 44
CHƢƠNG III: MÔ HÌNH GIS TRONG QUẢN LÝ ........................................................ 57
NƢỚC DƢỚI ĐẤT ........................................................................................................... 57
3.1 Cơ sở khoa học ứng dụng GIS .................................................................................... 57
3.2 Mô hiǹ h cơ sở dƣ̃ liê ̣u GIS .......................................................................................... 59


2

3.2.1 Phần mềm sử dụng ................................................................................................... 59
3.3 Quy trình xây dựng CSDL chuyên đề trong quản lý nƣớc dƣới đất ........................... 68
CHƢƠNG IV: ỨNG DỤNG VIỄN THÁM TRONG QUẢN LÝ ................................... 75
4.1Viễn thám trong giám sát biến dạng mặt đất ............................................................... 75
4.1.1 Cơ sở ứng dụng viễn thám. ...................................................................................... 75
4.1.2 Giám sát biến dạng mặt đất do khai thác nƣớc dƣới đất .......................................... 76
4.3 Tƣơng quan giữa lún mặt đất và vùng khai thác nƣớc dƣới đất ................................. 81
CHƢƠNG V: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ ........................................................... 92
5.1 Phƣơng pháp quản lý tổng quát................................................................................... 92
5.2 Phân vùng cấm và hạn chế xây dựng mới các cơng trình khai thác nƣớc dƣới đất .... 93
5.3 Phát triển các dự án phục vụ quản lý khai thác nƣớc dƣới đất bền vững ................... 99
CHƢƠNG VI: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................ 101
6.1 Kết luận ..................................................................................................................... 101
6.2 Kiến nghị ................................................................................................................... 102


3

DANH MỤC VIẾT TẮT
CSDL

Cơ sở dữ liệu

GIS

Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information Systems)

Tp.HCM

Thành phố Hồ Chí Minh

NDĐ

Nƣớc dƣới đất


4

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Nhiệt đợ khơng khí (Trạm Tân Sơn Hoà). Đơn vị oC
Bảng 2.2:Lƣợng mƣa (mm)
Bảng 2.3: Đợ ẩm trung bình tháng của Tp. HCM. %
Bảng 2.4: Kí hiệu các tầng chứa nƣớc
Bảng 2.5: Đợ sâu và chiều dầy các tầng chứa nƣớc và cách nƣớc ở Tp. HCM
Bảng 2.6: Trữ lƣợng khai thác tiềm năng NDĐ nhạt của 5 tầng chứa nƣớc, m3/ngày
Bảng 2.7: Trữ lƣợng khai thác tiềm năng NDĐ mặn của cả 5 tầng chứa nƣớc, m3/ngày
Bảng 2.8: Số giếng khai thác nƣớc ngầm theo thời gian
Bảng 2.9: Thống kê lƣợng khai thác nƣớc ngầm quy mô nhỏ và vừa
(Thống kê năm 1999)
Bảng 2.10: Tổng hợp hiện trạng khai thác nƣớc dƣới đất ở Tp. HCM
Bảng 2.11: Lƣợng khai thác nƣớc ngầm tại hai tầng Pleistocene và Pliocene (m3/ngày).
Bảng 2.12: Hiện trạng khai thác nƣớc dƣới đất khu vực Quận Thủ Đức
Bảng 2.13: Hiện trạng khai thác nƣớc dƣới đất ở Tp. HCM
Bảng 2.14: Khoảng lƣu lƣợng các giếng khai thác
Bảng 2.15: Thống kê số giấy phép, lƣu lƣợng khai thác cho công nghiệp và nông ghiệp
Bảng 2.16: Các khu công nghiệp trên địa bàn Tp. HCM
Bảng 2.15: Các trạm quan trắc nƣớc dƣới đất tại Tp. HCM
Bảng 3.1: Metadata về Dữ liệu cấp Thành phố
Bảng 3.2 Tḥc tính: Dân số
Bảng 3.3: Dữ liệu nền -Các layer tham gia bản đồ

Bảng 3.4: Dữ liệu chun đề - Tḥc tính của cơng trình khai thác
Bảng 4.1: Phân cấp tốc độ lún
Bảng 4.2: Sụt giảm mực nƣớc tại các tầng quan trắc đến 2004
Bảng 4.3: Phân vùng theo đơn vị hành chính.
Bảng 5.1: Diện tích các vùng lún có vận tốc lún trung bình > 15 mm/năm


5

Bảng 5.2: Diện tích các vùng lún có vận tốc lún trung bình từ 10 đến 15 mm/năm
Bảng 5.3: Diện tích các vùng lún có vận tốc lún trung bình từ 5 đến 10mm/năm


6

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1: Vị trí địa lý Thành phố Hồ Chí Minh
Hình 2.2: Địa hình Thành phố Hồ Chí Minh
Hình 2.3: Diện tích, dân số và mật đợ dân số 2012 theo địa phƣơng
Hình 2.4: Mặt cắt các tầng chứa nƣớc từ Củ Chi tới Tân Bình và sơng Nhà Bè
Hình 2.5: Khai thác nƣớc ngầm tại hai tầng trong khoảng 1930 - 2009
Hình 2.6: Lƣợng khai thác nƣớc dƣới đất theo quận/ huyện, năm 2009
Hình 2.7: Bản đồ hiện trạng khai thác nƣớc dƣới đất
Hình 2.8: Dịng chảy bình thƣờng khi khơng khai thác nƣớc dƣới đất
Hình 2.9: Dòng chảy thay đổi tạo thành phễu khi khai thác nƣớc dƣới đất
Hình 2.10: Phễu hạ thấp mực nƣớc và Giao thoa giếng
Hình 2.11:Sụt lún tại khu dân cƣ Bình Chánh
Hình 2.12: Trồi ống chống giếng khoan tại khu vực Tân Tạo, quận Bình Tân
Hình 2.13: Vị trí các trạm quan trắc của Thành phố Hồ Chí Minh
Hình 3.2:Các định dạng đƣợc hỗ trợ bởi phần mềm ArcGIS

Hình 3.3: Bảng tḥc tính của các giếng khoan thể hiện trên ArcGIS
Hình 4.1: Bản đồ vận tốc lún trung bình khu vực Tp. HCM
Hình 4.2: Biểu đồ thể hiện diện tích và tỷ lệ diện tích có tốc đợ lún >15 mm/năm
Hình 4.3: Biểu đồ thể hiện diện tích và tỷ lệ diện tích có tốc đợ lún 10 - 15 mm/năm
Hình 4.4: Biểu đồ thể hiện diện tích và tỷ lệ diện tích có tốc đợ lún 5 - 10 mm/năm
Hình 4.5: Mực nƣớc quan trắc tại trạm Q011340, quận 12. Tầng Pleistocene
Hình 4.6: Mực nƣớc ngầm tầng Pliocene Trên (giai đoạn 1993-2004)
Hình 4.7: Mực nƣớc quan trắc tại trạm Q011040, quận 12 (giáp Hóc Mơn)
Hình 5.1: Tƣơng quan giữa khai thác nƣớc và vùng lún mặt đất


7

CHƢƠNG I: MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề nghiên cứu
Thành phố Hồ Chí Minh (Tp.HCM) là trung tâm kinh tế của Viêt nam có diện
tích 2095km2 chiếm 0.6% diện tích cả nƣớc nhƣng lại có dân số tập trung đơng, chiếm
7.5%. Tốc đợ phát triển kinh tế và đơ thị hóa nhanh nhƣng cơ sở hạ tầng chƣa kịp quy
hoạch tổng thể, ý thức ngƣời dân còn kém trong nhận thức bảo vệ mơi trƣờng, vì vậy
Tp.HCM đang phải đối mặt với vấn đề ô nhiễm môi trƣờng trầm trọng nhƣ không khí,
nƣớc... Vấn đề nổi trội hơn cả là thành phố phải đảm bảo đƣợc nguồn nƣớc sạch cung
cấp cho hoạt động sống cơ bản của dân cƣ và phục vụ cho phát triển kinh tế.
Ngày nay việc phát triển của các khu cụm công nghiệp dẫn đến nguy cơ nƣớc thải
trực tiếp vào nguồn trong khi chƣa có các giải pháp kiểm soát hiệu quả diễn ra thƣờng
xuyên. Do đó tài ngun nƣớc đang có xu thế suy thối và tiếp tục chịu tác động của
các hoạt động sản xuất, khai thác nƣớc chƣa có quy hoach. Nƣớc mặt và nƣớc dƣới đất
(NDĐ) hiện là 02 nguồn nƣớc chính cho thành phố. Lƣợng nƣớc bình quân đầu ngƣời
giảm khi dân số tăng dẫn đến việc khai thác ồ ạt, mất kiểm soát nguồng NDĐ, hiện nay
tổng lƣợng nƣớc thành phố khai thác 1.000.000 m3/ngày, trong đó NDĐ chiếm 40%.
Đối diện với nguy cơ thiếu nƣớc, đặc biệt là nguồn nƣớc ngọt sạch do đó con ngƣời

cần có những biện pháp sử dụng và khai thác nguồn tài nguyên này một cách hiệu quả.
Ứng dụng GIS và Viễn thám trong công tác quản lý nƣớc dƣới đất là công cụ thực
thi các công tác kiểm tra, giám sát việc khai thác nƣớc dƣới đất và những hệ quả khi
khai thác quá mức. GIS và Viễn thám sẽ thống kê đƣợc các giếng khoan tồn tại trong
khu vực, lập bản đồ mực nƣớc, từ đó sẽ có những kiến nghị cho các cơng trình khác
liên quan đến khai thác nƣớc dƣới đất nhằm phục vụ cho nhu cầu sử dụng nguồn nƣớc
này đƣợc đảm bảo.


8

1.2 Tính cấp thiết của đề tài
Nƣớc dƣới đất là một tài nguyên quý giá mà con ngƣời sử dụng cho các mục đích
khác nhau. Nên việc khai thác, sử dụng hợp lý cũng phải đƣợc tiến hành nhƣ khai thác
các loại tài nguyên có ích khác nhƣ tài nguyên khống sản, tài ngun dầu khí…..
Nguồn nƣớc chính cung cấp cho Tp.HCM chủ yếu từ hai nguồn: nƣớc mặt (sông
Đồng Nai, Sài Gòn), nƣớc dƣới đất. Nƣớc dƣới đất là mợt thành phần của tài ngun
nƣớc có vai trị rất quan trọng đối với đời sống con ngƣời, nƣớc dƣới đất có liên quan
chặt chẽ với các yếu tố khác của mơi trƣờng xung quanh nên rất cần có giải pháp quản
lý và bảo vệ phục vụ quản lý khai thác nƣớc dƣới đất bền vững trên địa bàn Tp.HCM.
Tuy nhiên, Tp.HCM đã không ngừng phát triển, dẫn đến sự gia tăng nhanh dân số
và các hoạt động phát triển công nghiệp,… đã gây ra sự khai thác quá mức nƣớc dƣới
đất. Công tác quan trắc nƣớc dƣới đất tại các tầng chứa nƣớc Pliocen trên và dƣới đã
cho thấy:
-

Mực nƣớc có xu hƣớng tiếp tục giảm (trung bình 2m/năm).

-

Đợ cao mực nƣớc đã ở độ sâu -34.5m tại Quận 12 và -26.85m tại Bình Chánh,
cũng nhƣ -19.63m đến -20.05m tại Hóc Mơn.

-

Sự khai thác nƣớc dƣới đất q mức đã làm biến dạng bề mặt đất ảnh hƣởng
nghiêm trọng đến các cơng trình dân dụng và cơng nghiệp cũng nhƣ xâm nhập
mặn ảnh hƣởng đến môi trƣờng sống của ngƣời dân.
Hiện nay, nguồn nƣớc chính cung cấp cho nền cơng nghiệp phát triển mạnh và

đơ thị hóa nhanh của Tp.HCM chủ yếu từ hai nguồn: nƣớc mặt (sông Đồng Nai, Sài
Gòn) và nƣớc dƣới đất từ các giếng khoan. Nhu cầu nƣớc dƣới đất đang gia tăng, trong
khi trữ lƣợng nguồn tài ngun nƣớc có hạn và quy mơ phân bố ngày càng thu hẹp do
ô nhiễm. Vấn đề sử dụng hợp lý tài nguyên nƣớc dƣới đất, mà cụ thể là xác định và bảo
vệ nƣớc dƣới đất bao gồm các hoạt đợng nhƣ: phịng ngừa, hạn chế các tác động xấu
tới số lƣợng, chất lƣợng, giữ cho nguồn nƣớc dƣới đất khơng bị suy thối, ơ nhiễm, cạn


9

kiệt,...Tìm giải pháp phục hồi, cải thiện nguồn nƣớc dƣới đất tránh bị ô nhiễm, cũng
nhƣ khai thác, sử dụng hợp lý và tiết kiệm nguồn nƣớc dƣới đất,... đã và đang giữ mợt
vị trí quan trọng trong cơng tác quản lý và bảo vệ tài nguyên nƣớc bền vững, ln là
vấn đề cấp bách cho Tp.HCM. Địi hỏi phải có cơng tác quản lý thích hợp, chặt chẽ các
giếng khai thác tại các đơn vị, giám sát theo dõi tình trạng nhiễm mặn thơng qua các
giếng quan trắc từ thực tiễn. Thành phố còn chỉ đạo các ngành chức năng có liên quan
kết hợp để quản lý việc khai thác và sử dụng nguồn nƣớc bền vững.
Nhận thức đƣợc tầm quan trọng của vần đề này, đề tài “Ứng dụng GIS và Viễn
thám trong quản lý nƣớc dƣới đất khu vực Thành phố Hồ Chí Minh” đƣợc chọn để xây
một cơ sở dữ liệu quản lý chặt chẽ, sử dụng hình ảnh viễn thám để thu thập dữ liệu,

giám sát biến dạng mặt đất do khai thác nƣớc, từ đó đƣa ra các giải pháp phù hợp phân
vùng và đƣa ra quyết định kịp thời nhằm hạn chế khai thác và sử dụng nguồn nƣớc hợp
lý.
1.3 Tổng quan nghiên cứu trong và ngoài nƣớc
Trên thế giới đã sử dụng GIS và Viễn thám vào các hệ thống quản lý nguồn nƣớc
dƣới đất và đã trở nên khá phổ biến hiện nay. Các cơ quan chính phủ đã áp dụng GIS
và Viễn thám vào hệ thống quản lý môi trƣờng để có những đánh giá tác đợng mơi
trƣờng từ hoạt đợng quy hoạch đất, cơng nghiệp hóa, đơ thị hóa, khai thác các nguồn
tài nguyên trên thế giới. Tích hợp công nghệ GIS và Viễn thám cho phép cung cấp
thông tin quan trọng và hỗ trợ đƣa ra những quyết định mợt cách nhanh chóng. Các
lĩnh vực sử dụng GIS và Viễn thám trong quản lý nguồn nƣớc dƣới đất điển hình nhƣ:
-

“Gis and urban hydrology” - Errin Kemper, E.I.T & Todd Wagner, P.E
Lập ra bản đồ chỉ nguy cơ ngập lụt dựa trên thủy hệ đến khu thoát nƣớc. Bản đồ

này sử dụng cơng cụ hữu ích hỗ trợ cho việc xác định khu vực ngập và xác lập khu vực
phịng hợ cho tƣơng lai. Dữ liệu đƣợc thu thập bao gồm các thông tin về đất, dữ liệu
địa hình, mục đích sử dụng đất hiện tại và tƣơng lai.


10

-

“Groundwater management and development by integrated remote sensing and
geographic information systems: prospects and constraints” - Madan K. Jha &
Alivia Chowdhury & V. M. Chowdary & Stefan Peiffer, 2006
Sử dụng công nghệ Viễn thám và GIS để đƣa ra một đánh giá tồn diện về hệ

thống dịng nƣớc dƣới đất. Có 06 lĩnh vực chủ yếu của GIS và viễn thám đƣợc áp dụng
vào quản lý nƣớc dƣới đất: Thăm dò và đánh giá tài nguyên nƣớc; Chọn lọc các nguồn
bổ cập nhân tạo; GIS dựa trên mơ hình hóa dịng chảy và ô nhiễm; Đánh giá nguy cơ ô
nhiễm và kế hoạch bảo vệ nguồn nƣớc dƣới đất; Khả năng tự phục hồi; Phân tích hệ
thống dữ liệu.
-

“Ƣớc tính bổ cấp nƣớc dƣới đất khu vực bằng việc sử dụng dữ liệu thủy văn,
ứng dụng cho lƣu vực Hemet ở phía tây Riverside County, California”,2009.
Kết hợp các dữ liệu về nƣớc với điều kiện tự nhiên, đặc tính của tầng chứa nƣớc,

mực nƣớc và trữ lƣợng nƣớc để ƣớc lƣợng tính bổ cập trong khu vực California.
Việt Nam những năm gần đây cũng đã áp dụng GIS vào quản lý đã cho ra nhiều
kết quả khả quan khi đƣa vào thực tiễn ở nƣớc ta nhƣ cảnh báo nguy cơ biến dạng, sụt
lún mặt đất từ khai thác nƣớc dƣới đất, ngập triều, quản lý lƣu vực nguồn thủy điện,
ngập lụt,…
-

Nguyễn Văn Ngà (2002), Hiện trạng khai thác sử dụng và đề xuất phƣơng án
quản lý hợp lý nguồn tài nguyên NDĐ TP.HCM. Luận văn cao học lƣu trữ tại
Trƣờng Đại học Khoa học Xã hội và Nhân văn.

-

Mai Trần Hồng Anh (2011), Ứng dụng cơng nghệ GIS hỗ trợ công tác quản lý
ngập triều khu vực Thành phố Hồ Chí Minh. Luận văn cao học đã xây dựng mợt
cơ sở dữ liệu GIS liên quan để đề xuất các phƣơng pháp thốt nƣớc ở vùng ngập
triều khu vực đơ thị hóa.

-

Nguyễn Hồng Mỹ Lan (2006), Nghiên cứu ứng dụng hệ thống thông tin địa lý
(GIS) trong quản lý hệ thống thoát nƣớc tại thành phố Long Xuyên, tỉnh An


11

Giang. Luận văn cao học đã ứng dụng GIS trong quản lý hệ thống thoát nƣớc,
biên tập và xây dựng chƣơng trình quản lý hệ thống thốt nƣớc SEWSMPro dựa
trên phần mềm ArcViewGIS và ngơn ngữ lập trình Avenue.
-

Trần Văn Lã (1998) dự báo Lún mặt đất khi khai thác 02 tầng chứa nƣớc
Pliocen trên và dƣới với lƣu lƣợng 28.000 m3/ngày.

-

Dƣơng Thị Kiều Anh (1999) dự báo lún cho Nhà máy nƣớc Gò Vấp với lƣu
lƣợng 30.000 m3/ngày từ tầng chứa nƣớc Pliocen trên.

-

Đỗ Tiến Hùng (2001) dự báo lún mặt đất do khai thác nƣớc tại Tân Chánh Hiệp,
Quận 12.

-

Lê Văn Trung và Hồ Tống Minh Định (2008) đã ứng dụng kỹ thuật INSAR vi
phân để nghiên cứu sự biến dạng mặt đất khu vực thành phố Hồ Chí Minh.

-

Lê Văn Trung (2008), Lún mặt đất, nƣớc dƣới đất và phát triển đô thị Thành
phố Hồ Chí Minh. Đã thể hiện sự tƣơng quan giữa lún mặt đất và các khu vực
khai thác nƣớc dƣới đất bằng công nghệ GIS và Viễn thám.
Nhìn chung, bảo vệ tài nguyên nƣớc dƣới đất là một nhu cầu vô cùng cấp thiết và

thực tiễn. Việc tạo giải pháp cung cấp nhanh thơng tin hữu ích trên mợt khu vực mặt
đất rợng lớn liên quan đến các vấn đề nhƣ: hiện trạng khai thác ứng với các tầng chứa
nƣớc, trữ lƣợng khai thác hiện tại của các tầng khai thác chủ yếu, dự báo đƣợc sự biến
dạng mặt đất do khai thác nƣớc quá mức so với khả năng của nguồn nƣớc,... Đây là các
mối quan hệ phức tạp để quy hoạch sử dụng nƣớc ngầm hay tạo phƣơng án, lợ trình
giảm lƣu lƣợng, số lƣợng cơng trình khai thác nƣớc dƣới đất hiện có, nhằm phục vụ
quản lý khai thác nƣớc dƣới đất bền vững trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh.


12

1.4 Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chung:
Đánh giá hiện trạng khai thác nƣớc dƣới đất và lập bản đồ thể hiện các cơng trình
khai thác. Từ đó, đề xuất giải pháp bảo vệ tài nguyên nƣớc dƣới đất phục vụ quản lý và
khai thác NDĐ bền vững trên địa bàn Tp.HCM.
Mục tiêu cụ thể:
-

Hệ thống hóa cơ sở khoa học trong quản lý bền vững tài nguyên nƣớc dƣới đất.

-

Tìm hiểu giải pháp ứng dụng GIS và Viễn thám trong công tác quản lý.

-

Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS hỗ trợ công tác quản lý khai thác nƣớc dƣới đất.

-

Ứng dụng GIS và Viễn thám hỗ trợ công tác quản lý và khai thác nƣớc dƣới đất.

-

Đề xuất cơ chế, chính sách bảo vệ tài nguyên nƣớc dƣới đất của Thành phố.

1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học
Kết quả đạt đƣợc của đề tài đã góp phần tạo ra cơ sở khoa học để xây dựng nên
một hệ thống thông tin hỗ trợ công tác đánh giá khả năng khai thác an toàn của nguồn
nƣớc dƣới đất bao gồm:
-

Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS phục vụ quản lý nƣớc dƣới đất Tp.HCM, nhằm góp
phần tạo các giải pháp quản lý hiệu quả cho khu vực có điều kiện địa chất thủy
văn phức tạp.

-

Tích hợp GIS với cơng nghệ Viễn thám hỗ trợ công tác quản lý khai thác nƣớc
dƣới đất theo Quyết định số 15/2008/QĐ-BTNMT về bảo vệ tài nguyên nƣớc.

-

Góp phần tạo cơ sở khoa học trong việc đề xuất cơ chế, hình thành các quy định
và chính sách bảo vệ tài nguyên nƣớc dƣới đất phù hợp.


13

Ý nghĩa thực tiễn
Đề tài đã thu thập dữ liệu thực tế và góp phần đánh giá hiện trạng và khả năng
cung cấp nƣớc dƣới đất trên địa bàn Tp.HCM. Kết quả đạt đƣợc đã góp phần cung cấp
cho đơn vị quản lý các giải pháp khai thác hợp lý về mặt kinh tế và đảm bảo tính bền
vững:
-

Kết quả đạt đƣợc giúp cho Sở Tài Nguyên và Môi Trƣờng có khả năng lƣu trữ,
quản lý khối lƣợng lớn dữ liệu chuyên đề về hoạt động quản lý và quy hoạch
khai thác nƣớc dƣới đất nhƣ: tạo công cụ tác nghiệp hỗ trợ việc thống kê về tình
hình khai thác, phân tích mực nƣớc dƣới đất hạ thấp, cũng nhƣ lập báo cáo trữ
lƣợng lớn nhất cho phép khai thác ứng với từng đơn vị hành chính,...

-

Đánh giá thực trạng lún mặt đấtđể tạo cơ sở trong phânvùng hạn chế xây dựng
mới các cơng trình khai thác đối với khu vực có mực nƣớc dƣới đất bị hạ thấp
vƣợt quá giới hạn cho phép.

-

Tạo ra một hệ thống tra cứu thông tin dựa trên ứng dụng GIS hỗ trợ việc cải

cách hành chính trong quản lý khai thác nƣớc dƣới đất của các cơ quan chức
năng.

-

Góp phần tạo cơ sở hạ tầng thông tin đầy đủ và hiện đại để nâng cao năng lực
quản lý trong ra quyết định cấp phép hay hạn chế và cấm khai thác khi có rủi ro
cho môi trƣờng, nhằm bảo vệ tốt tài nguyên nƣớc dƣới đất phục vụ khai thác và
sử dụng lâu dài.


14

CHƢƠNG II: HIỆN TRẠNG QUẢN LÝ VÀ KHAI THÁC
NƢỚC DƢỚI ĐẤT
2.1 Điề u kiêṇ tƣ ̣ nhiên
2.1.1 Vị trí địa lý
Thành phố Hồ Chí Minh (Tp. HCM) có diện tích 2.095 km2 (thống kê năm 2000)
phân bố thành một dải hẹp kéo dài theo hƣớng Tây Bắc – Đông Nam. Chiều dài lớn
nhất 100 km, từ Bến Súc (Củ Chi) đến Cần Giờ. Bề rợng trung bìmh 17-25 km, nơi
rợng lớn nhất là 45 km, từ Tân Bửu (Bình Chánh) đến ấp Hàm Luông (Thủ đức), chỗ
hẹp nhất là 6,5 km (xã Hiệp Phƣớc Nhà Bè) có vị trí địa lý:
-

Phía Bắc giáp tỉnh Bình Dƣơng

-

Tây Bắc giáp tỉnh Tây Ninh

-

Đông và Đông Bắc giáp tỉnh Đồng Nai

-

Đông Nam giáp tỉnh Bà Rịa -Vũng Tàu

-

Tây và Tây Nam giáp tỉnh Long An và Tiền Giang
Toạ độ địa lý trong khoảng 100 10’ – 10038’ vĩ độ bắc và 1060 22’ – 106054’ kinh

đợ đơng. Thành phố Hồ Chí Minh phân bố kéo dài gần nhƣ dọc theo bờ phải sông Sài
Gòn từ Bắc huyện Củ Chi xuống khu vực Cần Giờ xấp xỉ 100km và chiều ngang từ
Thủ Đức qua Bình Chánh khoảng 40km.

Hình 2.1: Vị trí địa lý Thành phố Hồ Chí Minh


15

2.1.2 Điạ hình
Địa hình Tp. HCM là sự chuyển tiếp hài hồ giữa địa hình đồi núi của Miền
Trung và địa hình trũng thấp của đồng bằng sơng Cửu Long. Hai dạng địa hình này xen
kẽ và chủn hố cho nhau từ Bắc xuống Nam, từ Đơng sang Tây, có thể chia thành ba
tiểu vùng địa hình:
-

Vùng cao nằm ở phía Bắc - Ðơng Bắc và mợt phần Tây Bắc (thuộc bắc

huyện Củ Chi, đông bắc quận Thủ Ðức và quận 9), với dạng địa hình lƣợn
sóng, đợ cao trung bình 10 – 25m và xen kẽ có những đồi gị đợ cao cao nhất
tới 32 m, nhƣ đồi Long Bình (quận 9);

-

Vùng trung bình, phân bố ở khu vực trung tâm Tp. HCM, gồm phần lớn nội
thành cũ, một phần các quận 2, Thủ Ðức, tồn bợ quận 12 và huyện Hóc
Mơn. Vùng này có đợ cao trung bình 5 – 10m;

-

Vùng thấp trũng ở phía Nam-Tây Nam và Ðông Nam thành phố (thuộc các
quận 9, 8, 7 và các huyện Bình Chánh, Nhà Bè, Cần Giờ). Vùng này có đợ
cao trung bình trên dƣới 1m và cao nhất 2m, thấp nhất 0.5m và thƣờng bị
ngập nƣớc khi thủy triều lên cao.

Hình 2.2: Địa hình Thành phố Hồ Chí Minh


16

Khu vực nợi thành có địa hình tƣơng đối cao (2 – 5m) gồm các quận Tân Bình,
Tân Phú, 10, mợt phần các quận Gị Vấp, Bình Thạnh, Phú Nhuận, 1, 3, 5, 11.
Khu vực có đợ cao dƣới 2m nhƣ Quận 4, Khu vực Nam Sài Gòn (quận 7, Nhà
Bè), Bình Chánh, quận 6, 2, Bình Tân, phần cịn lại của Bình Thạnh, mợt phần quận
12, 9, Thủ Đức
2.1.3 Khí hậu
Thành phố Hồ Chí Minh có khí hậu của vùng cận nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm,
mƣa nhiều. Trong năm có hai mùa rõ rệt, mùa mƣa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô

từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau. Lƣợng mƣa hằng năm lớn thƣờng tập trung vào tháng
6, 7, 8, 9, 10.
Bảng 2.1: Nhiệt độ khơng khí (Trạm Tân Sơn Hồ). Đơn vị oC
Tháng

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Max

35.0 34.8 36.1 36.8 38.5 35.5 35.7 35.6 35.6 35.5 35.7 35.8

Min

21.0 21.0 23.4 25.5 23.8 23.8 24.0 22.9 23.7 23.6 22.4 21.1

Trung
bình

27.2 26.7 28.5 30.1 29.5 28.1 27.8 28.0 28.1 27.5 28.0 26.6
Nguồn: Đài KTTV Nam bộ

Nhiệt đợ khơng khí trung bình khá cao và ổn định trong cả năm. Nhiệt độ cao nhất
30.10C và thấp nhất 26.60C. Nhiệt độ ban ngày từ 30 đến 340C, ban đêm từ 16 đến
220C.
Lƣợng mƣa hàng năm lớn, lƣợng mƣa trung bình nhiều năm là 1949 mm. Lƣợng
mƣa tập trung vào các tháng mùa mƣa và chiếm 90% lƣợng mƣa cả năm.


17

Bảng 2.2:Lƣợng mƣa (mm)
Tháng
Năm

I

II

III

1997

1.4

16.1

0.1

77.5 253.4 182.9 475.3 193.4 281.0 235.7 83.8

1998

5.4

0.0

0.0

8.3

1999

77.2 55.0 76.6 189.6 174.9 200.5 264.9 152.8 165.0 330.6 417.3 66.9

2000

7.4

27.3 86.0 187.6 478.0 270.7 371.3 343.3 158.2 428.0 182.1 123.0 2663

2001

6.3

0.5 136.0 39.8

247.3 364.1 123.8 360.6 224.4 156.9 153.7 15.9

1829

2002

0.0

0.0

0.0

58.9

73.0 261.6 108.0 78.3 220.5 292.1 132.4 96.2

1321

2003

3.5

0.0

0.5

2.1

303.8 327.4 198.4 198.2 295.4 347.1 101.4

1.6

1779

2004

0.0

0.0

0.0

13.2

263.9 246.8 355.9 201.3 283.7 309.0 97.0

12.7

1784

2005

0.0

0.0

0.0

9.6

143.6 273.9 228.0 146.3 185.5 388.6 264.5 105.4 1745

2006

0.0

72.7

8.6

66.4

299.2 139.4 168.6 349.0 248.0 256.0 16.1

28.9

1653

2007

0.4

59.3

7.7

327.9 188.8 408.3 301.0 495.4 391.8 139.3

7.1

2327

2008

9.5

1.5

58.9 127

246.9 147.2 331.2 297.8 202.6 165.6 167.1 57.8

1813

2009

0.3

21.4 57.8 187

318.5 83.2 223.0 323.9 325.1 249.0 141.2 49.5

1980

2010

23.0

-

3.9

IV

9.9

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Tổng

27.6 1828

219.5 466.6 240.7 400.9 349.4 208.3 422.4 117.4 2439

8.8

2171

160.0 294.3 400.6 373.7 321.8

Trung bình

1949

Tổng lượng mưa năm, mm
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

Nguồn: Đài KTTV Nam bộ và Công ty khai thác dịch vụ thủy lợi đo


18

Đợ ẩm trung bình tháng đạt giá trị từ 73.1% đến 83.8% trong mùa mƣa so với
64.7% đến 73.7% trong mùa khô; độ ẩm tháng thấp nhất là 64.7% vào tháng 3 và độ
ẩm tháng cao nhất là 83.8% vào tháng 7.
Bảng 2.3: Đợ ẩm trung bình tháng của Tp. HCM. %
Tháng
Năm
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
Trung
bình

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Năm

73.7
66.9
73.7
70.8
72.9
66.7
68.0
68.5
68.7
72.6
69.4
71.0

73.1
69.9
70.1
70.6
70.2
65.9
63.5
69.7
69.3
68.3
68.0
69.0

69.3
66.7
73.5
71.5
69.6
68.0
64.7
70.3
66.8
70.6
70.9
71.0

72.7
69.5
78.2

74.9
72.6
69.4
67.0
71.4
69.9
73.5
68.8
73.0

77.1
72.9
78.2
78.9
76.2
69.5
76.9
74.8
74.2
74.9
79.8
81.0

77.6
80.6
79.5
79.7
79.9
76.8
75.1

80.4
76.7
81.0
80.0
78.0

83.8
79.3
81.9
80.0
78.1
76.4
78.4
80.9
80.6
81.4
82.7
79.0

80.5
82.4
79.7
79.9
82.2
78.6
78.9
80.4
78.2
81.8
82.2

83.0

81.3
83.4
79.2
78.2
79.9
78.4
78.9
80.9
79.7
83.0
82.7
83.0

80.4
82.8
82.4
85.9
80.9
79.7
82.3
78.6
82.0
81.0
81.9
81.0

76.6
83.3

79.8
77.1
73.2
77.2
75.9
73.1
78.5
75.4
76.0
79.0

69.2
79.1
73.0
76.1
68.6
74.1
69.8
71.6
77.2
73.0
72.0
73.0

76.3
76.4
77.4
77.0
75,4
73.4

73.3
75.1
75.2
76.4
76.2
76.8
75.7

Nguồn: Đài KTTV Nam bộ và Cơng ty khai thác dịch vụ thủy lợi đo

Lƣợng bốc hơi lớn, lƣợng bốc hơi hàng năm thay đổi từ 1075.4 - 1738.4mm.
Lƣợng bốc hơi cao nhất vào tháng 3 và 4 thay đổi từ 140.3 - 161.2mm, nhỏ nhất vào
tháng 9 và 10 thay đổi từ 55.0 - 60.0mm.
Gió: Có 3 loại gió chính là gió Đơng nam, gió Tây nam và gió Tây thổi xen kẽ
nhau. Tốc đợ gió thay đổi từ 2.1 - 3.6m/s tḥc gió Tây, 3 - 4m/s tḥc gió Đơng Nam.
2.1.4 Thủy văn
Thành phố Hồ Chí Minh thuộc vùng hạ lƣu hệ thống sông Ðồng Nai - Sài Gịn, có
mạng lƣới thuỷ văn phong phú. Sơng Đồng Nai là nguồn nƣớc ngọt chính của thành
phố. Sơng Sài Gòn chảy qua Tp. HCM khoảng 80 km. Với hệ thống kênh Rạch Chiếc,
hai sơng Đồng Nai và Sài Gịn hợp nhau ở phần nợi thành. Sơng Nhà Bè hình thành tại