Ứng dụng gis và mô hình toán đánh giá chất lượng không khí do hoạt động công nghiệp tại lưu vực sông thị vải

Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------------

TRẦN THỊ THANH XN

ỨNG DỤNG GIS VÀ MƠ HÌNH TỐN
ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG KHƠNG KHÍ DO HOẠT ĐỘNG
CƠNG NGHIỆP TẠI LƯU VỰC SÔNG THỊ VẢI
Chuyên ngành : Quản lý mơi trường

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2008


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TSKH. Bùi Tá Long
chữ ký

Cán bộ chấm nhận xét 1 : ...................................................................................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Cán bộ chấm nhận xét 2 : ...................................................................................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN
THẠC SĨ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 28 tháng 07 năm 2008


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------------

Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
---oOo--Tp. HCM, ngày . . . . . tháng . . . . . năm . . . . . .

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: TRẦN THỊ THANH XUÂN

Giới tính : Nữ

Ngày, tháng, năm sinh : 09 – 08 - 1982

Nơi sinh : Lâm Đồng

Chun ngành : Quản lý mơi trường
Khóa: 2005
1- TÊN ĐỀ TÀI: Ứng dụng GIS và mơ hình tốn đánh giá chất lượng khơng
khí do hoạt động cơng nghiệp tại lưu vực sơng Thị Vải
-

2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN
Tìm hiểu tổng quan về các hoạt động công nghiệp trên lưu vực sơng Thị Vải

Tình hình quan trắc, giám sát chất lượng khơng khí trên lưu vực sơng Thị Vải
Xây dựng một số cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài.
Xây dựng CSDL phục vụ cho mục tiêu giám sát ơ nhiễm khơng khí cho khu
vực được chọn là lưu vực sông Thị Vải
Nghiên cứu ứng dụng các mơ hình tốn phù hợp để quản lý khí thải công
nghiệp tại lưu vực sông Thị Vải.
3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 31 – 01 – 2008
4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 30 – 06 – 2008
5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TSKH. BÙI TÁ LONG
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội đồng chun ngành thơng qua.
TRƯỞNG PHỊNG ĐT-SĐH

TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH


v 

LỜI CÁM ƠN
Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tập thể thầy cô khoa Môi trường trường Đại học Bách khoa Thành Phố Hồ Chí Minh đã trang bị kiến thức, quan tâm và
tạo điều kiện cho em trong q trình học tập.
Xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới thầy Bùi Tá Long, người đã tận tình
hướng dẫn, động viên và bổ sung kiến thức cũng như đóng góp những ý kiến quý báu
cho em trong suốt quá trình làm luận văn.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các cán bộ Phòng Tin học Môi trường
Viện Tài nguyên và Môi trường, Trung tâm Phân tích và Kỹ thuật mơi trường – Sở Tài

nguyên Môi trường tỉnh Đồng Nai, Trung tâm Dự báo khí tượng Thủy văn tỉnh Đồng
Nai, Đài Khí tượng thủy văn Nam Bộ, Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Bà Rịa - Vũng
Tàu, Viện Kỹ thuật Nhiệt đới và Bảo vệ Môi trường, Viện Nước và Công nghệ Môi
trường, Trung tâm ENTEC... đã cung cấp số liệu, dữ liệu cần thiết và tận tình giúp đỡ
em hồn thành tốt đề tài này.
Xin cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè đã quan tâm và luôn bên cạnh động
viên và giúp đỡ em hoàn thành luận án này.

TP. HCM, ngày tháng năm 2008

Học viên: Trần Thị Thanh Xuân


vi 

TĨM TẮT
Lưu vực sơng Thị Vải nằm trong Vùng Kinh tế trọng điểm Phía Nam, cùng với
xu hướng phát triển kinh tế chung của Vùng, khu vực quanh lưu vực sơng Thị Vải có
tốc độ phát triển cơng nghiệp mạnh mẽ và ngày càng xuất hiện nhiều khu công nghiệp
dọc lưu vực sông. Điều này ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng mơi trường khơng
khí tại đây. Do đó việc đánh giá chất lượng khơng khí do hoạt động cơng nghiệp quanh
lưu vực sông là điều cần thiết. Mặt khác các vấn đề ơ nhiễm mơi trường khơng khí là
khơng có giới hạn khơng gian trong khí quyển do đó rất khó quản lí. Vì vậy cần thiết
phải có mơ hình mơ phỏng chất lượng mơi trường khơng khí dựa trên công cụ tin học
hiện đại hỗ trợ cho công tác quản lí, kiểm sốt ơ nhiễn khơng khí.
Bên cạnh đó, trong thời gian qua, phần mềm kiểm sốt ơ nhiễm khơng khí
ENVIMAP đã được các chun gia Việt Nam xây dựng và từng bước được áp dụng
rộng rãi. Với phiên bản mới nhất năm 2008 cho nguồn vùng và kỹ thuật GIS được ứng
dụng, phần mềm này cho phép tính tốn sự phát tán ơ nhiễm từ nguồn vùng với các
phát thải thấp, phân tán từ các Khu công nghiệp. Với phần mềm này, với thông số đầu

vào là lượng nhiên liệu cùng thời gian sử dụng, phần mềm sẽ tự động tính tốn các
tham số phát thải và từ đó đưa ra các kết tính tốn mơ phỏng chất lượng khơng khí
giúp người sử dụng dễ dàng hình dung và có thể đánh giá sơ bộ được chất lượng môi
trường.
Trong phạm vi đề tài Luận văn, tác giả sử dụng công nghệ ENVIMAP cho
nguồn vùng để xây dựng các cơ sở dữ liệu phục vụ cho việc quản lý được hiệu quả,
đồng thời, dự báo chất lượng không khí do hoạt động cơng nghiệp từ các khu cơng
nghiệp thuộc đối tượng nghiên cứu. Kết quả dự báo bằng mơ hình cũng cho thấy hiện
nay, nhìn chung, chất lượng khơng khí trong khu vực cịn trong giới hạn cho phép.


 
vii

SUMMARY
The Thi Vai River valley is in the Southern key economic region. The industrial
growth speed of the surrounding area of Thi Vai River, together with the common
development tendency of the region, is very fast. More and more industrial Zones are
established along the valley. These bring about bad effects to the air quality here.
Therefore, the assessment of air quality due to the industrial activities at the valley is
very important. On the other hand, it is not easy to manage the air pollution problem
because of its space unlimitedness in the atmosphere. For this reason, it is necessary to
have an air quality model based on the modern information tool to support the
management and control of air pollution.
Furthermore, the software of air pollution control, ENVIMAP, is designed by
Vietnamese specialists and is applied widely. The lastest version in 2008 for area
source applied GIS enables the users to calculate the polluted emission from the area
source which has low emission and is dispersed from the Industrial Zones. It will
calculate automatically emissive parameters by adding input data that is quantity of
fuel and retention period. As a result, the users have conception and preliminary

assessment of air quantity through a model of air quantity given by ENVIMAP.
In the field of thesis, the researcher used ENVIMAP technology to set up the
databases and serve in the air pollution monitoring and management. This software is
also used to forecast the air quality due to industrial activities from the Industrial Zones
which are the research subject. The forecast model result shows that the current air
quality of research area is still good.


 
viii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CAP

Computation for Air Pollution – phần phềm tính tốn ơ
nhiễm khơng khí

CNTT

Cơng nghệ thơng tin

CSDL

Cơ sở dữ liệu

CSDLKG

Cơ sở dữ liệu không gian

CSSX

Cơ sở sản xuất

ECOMAP

Mapping and computing for Air Pollution software for
central EConomic key regiOn – Vẽ và tính tốn ơ nhiễm
khơng khí cho các tỉnh thuộc vùng kinh tế trọng điểm
Miền Trung.

EIS

Environmental Information System – Hệ thống Thông
tin môi trường

ENVIM

ENVironmental Information Management software –
phần mềm quản lý môi trường

ENVIMAP

ENVironmental Information Management and Air
Pollution estimation – Phần mềm quản lý và đánh giá ô
nhiễm khơng khí cho nguồn điểm

ENVIMAPAS

ENVironmental Information Management and Air
Pollution estimation for Area Sources – Phần mềm quản

lý và đánh giá ô nhiễm không khí cho nguồn vùng

GIS

Geographic Information System – Hệ thống thông tin địa
lý


ix 

HTQTMTQG

Hệ thống quan trắc môi trường cấp quốc gia

HTTTMT

Hệ thống Thơng tin mơi trường

ISC

Industrial Source Complex, mơ hình nguồn thải cơng
nghiệp tổng hợp

ISC3

Industrial Source Complex, mơ hình nguồn thải cơng
nghiệp tổng hợp phiên bản 3.0, năm 1992.

ISCLT

Industrial Source Complex Long Term, mơ hình nguồn
thải cơng nghiệp tính cho thời gian dài hạn

ISCST

Industrial Source Complex Short Term, mơ hình tính cho
thời gian ngắn hạn

KCN

Khu công nghiệp

QT & PTMT

Quan trắc và phân tích mơi trường

TCCP

Tiêu chuẩn cho phép

VKTTĐPN

Vùng kinh tế trọng điểm phía Nam

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TP

Thành phố


x 

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2-1. Các giá trị của tham số p ...............................................................................19
Bảng 2-2. Thông tin liên quan tới nguồn thải vùng .......................................................43
Bảng 3-1. Các yếu tố đặc trưng mặt bằng hệ thống sơng Thị Vải .................................48
Bảng 3-2. Hình thái mặt bằng của sông Thị Vải............................................................48
Bảng 3-3. Nhiệt độ không khí năm 2007 .......................................................................49
Bảng 3-4. Độ ẩm tương đối năm 2007...........................................................................49
Bảng 3-5. Tổng số lượng mưa năm 2007.......................................................................50
Bảng 3-6. Vận tốc gió năm 2007 (m/s) ..........................................................................50
Bảng 3-7. Diện tích và dân số các huyện trong lưu vực sông Thị Vải ..........................51
Bảng 3-8. Hiện trạng cơ cấu kinh tế của các huyện.......................................................53
Bảng 3-9. Đặc trưng khí thải theo loại hình sản xuất tại các khu công nghiệp .............65
Bảng 3-10. Tải lượng ô nhiễm không khí từ các KCN lưu vực sông Thị Vải...............66
Bảng 3-11. Các khu cơng nghiệp có thơng số bụi khơng đạt ........................................70
Bảng 3-12. Các khu cơng nghiệp có thông số CO không đạt ........................................71
Bảng 3-13. Nồng độ trung bình của các thơng số tại các KCN qua các năm ................71
Bảng 3-14. Danh sách các điểm quan trắc chất lượng khơng khí trong mạng lưới quan
trắc Quốc gia tại Bà Rịa - Vũng Tàu..............................................................................78
Bảng 4-1. Thơng tin về tình hình sử dụng nhiên liệu tại các KCN................................89
Bảng 4-2. Thơng tin về nhiên liệu sử dụng trong các khu công nghiệp thuộc địa bàn
tỉnh Đồng Nai .................................................................................................................94
Bảng 4-3. Thông tin về nguồn vùng ..............................................................................94


xi 

Bảng 4-4. Tải lượng các chất ô nhiễm ...........................................................................97
Bảng 4-5. Danh sách các điểm nhạy cảm ......................................................................97
Bảng 4-6. Các thông số cần nhập vào mơ hình..............................................................98
Bảng 4-7. Kết quả tính tốn mơ phỏng Cmax cho năm 2007 ..........................................99
Bảng 4-8. Kết quả tính tốn nồng độ khí thải tại các điểm nhạy cảm theo các kịch bản
năm 2007 ........................................................................................................................99
Bảng 4-9. Vị trí và thời điểm quan trắc chất lượng khơng khí ....................................116


 
xii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Các bước thực hiện Luận văn .........................................................................6
Hình 1.2. Giao diện của Google earth............................................................................10
Hình 1.3. Ảnh vệ tinh khu vực nghiên cứu ....................................................................11
Hình 2.1. Lưới chia trong mơ hình ISC3 cho nguồn vùng ............................................18
Hình 2.2. Các nhóm tham số đầu vào cần thiết cho mơ hình Berliand cho nguồn vùng
........................................................................................................................................21
Hình 2.3. Xác định tải lượng ơ nhiễm, lưu lượng khí thải cho mơ hình Berliand .........21
Hình 2.4. Bước đầu tiên triển khai mơ hình Berliand kỹ thuật......................................23
Hình 2.5. Bước thứ hai triển khai mơ hình Berliand kỹ thuật .......................................25
Hình 2.6. Bước thứ ba tính tốn vận tốc gió nguy hiểm ................................................26
Hình 2.7. Bước thứ tư: tính tốn các tham số r, p, CM(u) , xM(u) .....................................27
Hình 2.8. Bước thứ năm: xác định tham số S1 và nồng độ theo hướng gió...................28
Hình 2.9. Bước thứ sáu: xác định tham số S2 và nồng độ tại mặt đất............................29
Hình 2.10. Mơ hình tích hợp mơ hình, GIS trong cơng nghệ ENVIM ..........................33
Hình 2.11. Mơ hình lý luận của ENVIM .......................................................................35
Hình 2.12. Hệ thống mơ phỏng chất lượng khơng khí được mở rộng bởi các module

tiền và hậu xử lý .............................................................................................................36
Hình 2.13. Các phần mềm ứng dụng tích hợp GIS và mơ hình chất lượng khơng khí..37
Hình 2.14. Các dữ liệu được đưa vào dưới dạng các lớp GIS .......................................38
Hình 2.15. Các phần mềm tự động hóa tính tốn ơ nhiễm khơng khí CAP, ENVIMAP
........................................................................................................................................40


 
xiii

Hình 2.16. Cấu trúc phần mềm ENVIMAPAS ................................................................41
Hình 2.17. Sơ đồ cấu trúc CSDL mơi trường trong ENVIMAPAS .................................42
Hình 2.18. Chức năng tạo ra các đối tượng quản lý trong ENVIMAPAS .......................42
Hình 3.1. Phạm vi nghiên cứu của đề tài .......................................................................47
Hình 3.2. KCN Nhơn Trạch 1 ........................................................................................57
Hình 3.3. KCN Nhơn Trạch 2 ........................................................................................58
Hình 3.4. KCN Nhơn Trạch 3 ........................................................................................59
Hình 3.5. KCN Gị Dầu..................................................................................................60
Hình 3.6. KCN Mỹ Xn A ...........................................................................................61
Hình 3.7. KCN Phú Mỹ..................................................................................................62
Hình 3.8. Hàm lượng bụi tại các KCN – năm 2005.......................................................69
Hình 3.9. Hàm lượng bụi tại các KCN – năm 2006.......................................................69
Hình 3.10. Hàm lượng CO tại các KCN – năm 2005 ....................................................70
Hình 3.11. Hàm lượng CO tại các KCN – năm 2006 ....................................................70
Hình 3.16. Kết quả quan trắc bụi tại các KCN ..............................................................73
Hình 3.17. Kết quả quan trắc CO tại các KCN ..............................................................74
Hình 3.18. Kết quả quan trắc NO2 tại các KCN ............................................................75
Hình 3.19. Kết quả quan trắc SO2 tại các KCN .............................................................75
Hình 3.20. Kết quả quan trắc tiếng ồn tại các KCN.......................................................76
Hình 4.1. Thơng tin khu cơng nghiệp ............................................................................85

Hình 4.2. Thơng tin cơ sở sản xuất ................................................................................86
Hình 4.3. Thông tin nguồn vùng ....................................................................................87


 
xiv

Hình 4.4. thơng tin trạm khí tượng.................................................................................87
Hình 4.5. Thơng tin số liệu khí tượng ............................................................................88
Hình 4.6. Nhập thơng số cho mơ hình ...........................................................................91
Hình 4.7. Nhập thơng số cho lưới tính...........................................................................92
Hình 4.8. Kết quả chạy mơ hình ....................................................................................93
Hình 4.9. Nồng độ SO2 trung bình cực đại các tháng năm 2007 so với TCVN ..........107
Hình 4.10. Nồng độ Bụi trung bình cực đại các tháng năm 2007 so với TCVN .........107
Hình 4.11. Nồng độ NO2 trung bình cực đại các tháng năm 2007 ..............................107
Hình 4.12. Nồng độ CO trung bình cực đại các tháng năm 2007................................107
Hình 4.13. Nồng độ bụi theo trung bình các tháng tại các điểm nhạy cảm .................109
Hình 4.14. Nồng độ SO2 theo trung bình các tháng tại các điểm nhạy cảm................109
Hình 4.15. Nồng độ NO2 theo trung bình các tháng tại các điểm nhạy cảm ...............110
Hình 4.16. Nồng độ CO theo trung bình các tháng tại các điểm nhạy cảm.................110


 
xv

MỤC LỤC
LỜI CÁM ƠN .................................................................................................................v
TÓM TẮT ......................................................................................................................vi
SUMMARY ..................................................................................................................vii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT........................................................................ viii

DANH MỤC CÁC BẢNG .............................................................................................x
DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................................xii
MỤC LỤC.....................................................................................................................xv
CHƯƠNG 1.....................................................................................................................1
1

MỞ ĐẦU .................................................................................................................1
1.1

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI.....................................................................1

1.2

TÍNH MỚI.........................................................................................................3

1.3

MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI ................................................................................3

1.4

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ..................................................4

1.5

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .............................................................................5

1.6

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI.......................................................6

CHƯƠNG 2...................................................................................................................13
2

TỔNG QUAN TÀI LIỆU ....................................................................................13
2.1

MƠ HÌNH PHÁT TÁN Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ CHO NGUỒN VÙNG....14

2.2

TÍCH HỢP MƠ HÌNH PHÁT TÁN Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ VỚI GIS .....32

2.3

PHẦN MỀM ENVIMAPAS .............................................................................39

CHƯƠNG 3...................................................................................................................46
3

ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU .............................................................................46


 
xvi

3.1

TỔNG QUAN VỀ SÔNG THỊ VẢI ...............................................................46

3.2

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI.......................51

3.3 HIỆN TRẠNG PHÁT TRIỂN CƠNG NGHIỆP TẠI LƯU VỰC SƠNG THỊ
VẢI 53
3.4

TÌNH HÌNH CÁC KHU CÔNG NGHIỆP NẰM VEN SÔNG THỊ VẢI ......55

3.5

HIỆN TRẠNG MƠI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ TẠI CÁC KCN....................63

3.6 HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG QUAN TRẮC MƠI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ
TẠI LƯU VỰC SÔNG THỊ VẢI ..............................................................................77
CHƯƠNG 4...................................................................................................................84
4
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU - THẢO LUẬN – CÁC GIẢI PHÁP GIẢM
THIỂU Ô NHIỄM........................................................................................................84
4.1

CƠ SỞ DỮ LIỆU TRONG PHẦN MỀM ENVIMAPAS .................................84

4.2

KẾT QUẢ TÍNH TỐN MƠ PHỎNG THEO CÁC KỊCH BẢN .................93

4.3

ĐÁNH GIÁ, NHẬN XÉT KẾT QUẢ MÔ PHỎNG ....................................107

4.4 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ DO HOẠT
ĐỘNG SẢN XUẤT CÔNG NGHIỆP .....................................................................112
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................................117
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................121
PHỤ LỤC. ......................................................................................................................A


1 

CHƯƠNG 1

1
1.1

MỞ ĐẦU

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Cũng như nhiều nước đang phát triển, Việt Nam đang đối đầu với những vấn đề

gay gắt do tài nguyên thiên nhiên bị xuống cấp và sự suy giảm của chất lượng môi
trường. Quá trình chuyển đổi từ một nền kinh tế kế hoạch hoá tập trung sang nền kinh
tế hướng theo thị trường đã đẩy nhanh sự tăng trưởng của kinh tế. Việc giải phóng sức
sản xuất nơng nghiệp, cơng nghiệp cũng như phát triển nền kinh tế dịch vụ, mở cửa cho
đầu tư nước ngoài, đẩy mạnh xuất khẩu, tham gia vào nền thương mại khu vực và quốc
tế đã tạo nên thành tựu to lớn về kinh tế xã hội cho nhân dân ta, nhưng nước ta cũng
đang phải đối mặt với nhiều vấn đề gay gắt về môi trường. Sự nghiệp cơng nghiệp hóa
đang diễn ra trên mọi miền của đất nước đã và đang làm gia tăng tải trọng lên môi
trường.

Sông Thị Vải nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, bắt nguồn từ huyện
Long Thành tỉnh Đồng Nai, chảy qua địa phận Vũng Tàu rồi chảy vào Vịnh Gành Rái.
Theo quy hoạch tổng thể vùng phát triển kinh tế trọng điểm Phía Nam (1996) do Bộ
kế hoạch và Đầu tư và công ty tư vấn Kinh tế Tasmania Asia Pacific (Úc) thực hiện thì
tốc độ tăng trưởng kinh tế trung bình hàng năm tronbg vùng đến năm 2010 là trên 15%.
Trong đó tốc độ tăng trưởng cơng nghiệp từ 20 – 30%/năm, chính vì vậy, các khu công
nghiệp sẽ ngày càng phát triển tại luu vực sơng Thị Vải. Đóng góp của ngành cơng
nghiệp đối với sự phát triển kinh tế là rất lớn. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, tại
vùng lưu vực sông Thị Vải nơi có tốc độ đơ thị hóa và cơng nghiệp hóa thuộc hàng cao
nhất trong tồn quốc, chất lượng mơi trường đang có những diễn biến phức tạp. Các
hoạt động khai thác tài nguyên, sản suất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp tiếp tục mở


2 

rộng, tốc độ đơ thị hóa diễn ra nhanh chóng, dân cư ngày càng đông đúc, các phương
tiện giao thông cơ giới tăng lên đáng kể …tất cả các quá trình này đã dẫn tới sự cạn
kiệt tài ngun, ơ nhiễm môi trường xung quanh đặc biệt là sự tác động đến mơi trường
khơng khí do hoạt động sản xuất cơng nghiệp. Do đó, bài tốn đánh giá chất lượng
khơng khí tại lưu vực sơng Thị Vải trong nhiều năm qua là đối tượng nghiên cứu của
rất nhiều chương trình nghiên cứu cấp quốc gia và địa phương.
Nhằm bảo vệ môi trường, nhà nước ta đã ban hành Luật bảo vệ môi trường và
nhiều văn bản dưới luật về bảo vệ môi trường, đã thành lập cơ quan chuyên trách về
quản lý môi trường, các tổ chức thanh tra và kiểm sốt bảo vệ mơi trường, đồng thời
hình thành dần mạng lưới quan trắc môi trường và báo động kịp thời về tình trạng ơ
nhiễm q giới hạn cho phép, tuy nhiên trên thực tế, chất lượng môi trường vẫn ngày
càng suy giảm và mơi trường khơng khí tại một số khu cơng nghiệp đã có dấu hiệu ơ
nhiễm.
Để quản lý môi trường tốt, trước tiên cần phải đánh giá hiện trạng mơi trường,
đánh giá chính xác diễn biến nồng độ của các chất ơ nhiễm cũng như vai trị tác động

của mỗi nguồn ô nhiễm đối với chất lượng môi trường.
Hiện nay, ứng dụng công cụ tin học vào công tác đánh giá tác động môi trường,
quản lý môi trường đã được chú trọng. Chiến lược ứng dụng và phát triển công nghệ
thông tin tài nguyên và môi trường đến năm 2015 và định hướng đến năm 2020 vừa
được thơng qua có mục tiêu cụ thể là tin học hố hệ thống quản lý hành chính nhà nước
về tài ngun và mơi trường phù hợp với tiêu chuẩn chính phủ Điện tử, tạo điều kiện
để các tổ chức, người dân tiếp cận thuận lợi các thông tin về tài nguyên và môi trường.
Hệ thống thông tin hỗ trợ phân tích dữ liệu mơi trường là một hướng ưu tiên trong ứng
dụng tin học môi trường vào công tác quản lý môi trường. Từng module riêng lẻ như
GIS, Modeling… đã được sử dụng khá phổ biến trong các nghiên cứu về môi trường.
Tuy nhiên, với sự phức tạp của các thành phần môi trường cũng như của diễn biến chất
lượng môi trường, trong những năm gần đây, việc ứng dụng kết hợp các modul nói trên


3 

trong quản lý môi trường đã trở thành một xu hướng mới, hỗ trợ hiệu quả cho việc
quản lý môi trường cũng như cho việc ra các quyết định có liên quan. Mơi trường
khơng khí được xem là “vấn đề của tồn cầu” và khơng có biên giới. Vì vậy, sử dụng
công cụ tin học là một biện pháp hữu hiệu trong việc đánh giá, kiểm sốt chất lượng
khơng khí do tác động của con người. Trên cơ sở đó, đề tài “Ứng dụng GIS và mơ
hình tốn đánh giá chất lượng khơng khí do hoạt động cơng nghiệp tại lưu vực sông
Thị Vải” đưa ra nhằm xây dựng công nghệ mới trong kiểm sốt diễn biến chất lượng
khơng khí dưới sự tác động của hoạt động công nghiệp, làm cơ sở cho việc quản lý mơi
trường khơng khí tại khu vực nghiên cứu.
1.2

TÍNH MỚI
Đề tài này có 2 điểm mới so với các đề tài được thực hiện trước đây:

-

Thứ nhất: trong đề tài này xem xét các mô hình tính tốn ơ nhiễm khơng khí
cho nguồn vùng từ khía cạnh lý luận lẫn thực tiễn.

-

Thứ hai: kết hợp mơ hình với GIS để tạo ra một sản phẩm nhằm giải quyết bài
toán giám sát, quản lý chất lượng mơi trường. Đặc biệt đã tích hợp bản đồ trên
nền Google Earth với mơ hình chất lượng khơng khí.

1.3
-

MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
Ứng dụng mơ hình phát tán ơ nhiễm khơng khí cho nguồn vùng để đánh giá
chất lượng khơng khí do hoạt động cơng nghiệp tại lưu vực sơng Thị Vải.

-

Kết hợp cơ sở dữ liệu môi trường, GIS và mơ hình tốn để tạo ra sản phẩm
nhằm phục vụ cho công tác quản lý chất lượng môi trường khơng khí tại lưu
vực sơng Thị Vải.


4 

1.4

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

1.4.1

Đối tượng nghiên cứu

¾ Diễn biến chất lượng khơng khí tại lưu vực sơng Thị Vải.
¾ Các thơng số: bụi nhẹ, NO2, SO2, CO.
¾ Nghiên cứu ứng dụng mơ hình tốn đánh giá chất lượng khơng khí tại khu vực
nghiên cứu.
¾ Hoạt động sản xuất công nghiệp tại lưu vực sông Thị Vải
1.4.2

Phạm vi nghiên cứu

Đề tài tập trung nghiên cứu diễn biến chất lượng khơng khí giới hạn trong phạm
vi lưu vực sơng Thị Vải
Các khu công nghiệp trong phạm vi của đề ti:
ắ Tnh ng Nai:
ã KCN Nhn Trch 1
ã KCN Nhn Trạch 2
• KCN Nhơn Trạch 3 (giai đoạn I và giai on II)
ã KCN Gũ Du
ắ B Ra Vng Tàu
• KCN Mỹ Xuân A
• KCN Mỹ Xuân A2
• KCN Mỹ Xuân B 1
• KCN Phú Mỹ I


5 

• KCN Cái Mép
1.5

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• Nghiên cứu tổng quan tình hình quan trắc, giám sát chất lượng khơng khí trên
lưu vực sơng Thị Vải
• Thu thập số liệu quan trắc chất lượng khơng khí, trên cơ sở đó, đánh giá hiện
trạng mơi trường khơng khí tại các KCN thuộc phạm vi nghiên cứu; thu thập các
thông tin của các khu công nghiệp, các hoạt động sản xuất, dữ liệu khí tượng…
làm cơ sở dữ liệu phục vụ cho đề tài
• Xây dựng mơ hình cơ sở dữ liệu phục vụ cho mục tiêu giám sát ơ nhiễm khơng
khí cho khu vực được chọn là lưu vực sông Thị Vải
• Ứng dụng mơ hình tốn phù hợp để tính tốn, dự báo lan truyền ơ nhiễm khơng
khí do các khu cơng nghiệp ở lưu vực sơng Thị Vải
• Đề xuất chương trình tin học trên cơ sở kết hợp mơ hình với GIS nhằm quản lý
khí thải cơng nghiệp tại lưu vực sơng Thị Vải.
• Đề xuất một số giải pháp nhằm giảm thiểu ơ nhiễm khơng khí do hoạt động sản
xuất công nghiệp


6 

1.6

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

Hình 1.1. Các bước thực hiện Luận văn
1.6.1

Phương pháp khảo sát thực địa

Nhằm thu thập thông tin cũng như những dữ liệu cần thiết phục vụ cho đề tài,
tác giả đã tiến hành khảo sát thực địa tại khu vực nghiên cứu với những công việc cụ
thể như sau:
Khảo sát, ghi nhận hình ảnh về hiện trạng các khu cơng nghiệp, ghi nhận những
hình ảnh về phát thải khí của các nhà máy trong các khu công nghiệp, khảo sát
và xác định các điểm nhạy cảm.
Xác định tọa độ vị trí các khu cơng nghiệp và các điểm nhạy cảm bằng GPS.


7 

Điều tra, thu thập thơng tin về tình hình sản xuất, sử dụng nhiên liệu, các vấn đề
môi trường cũng như vấn đề xử lý môi trường tại các doanh nghiệp.
Thu thập tài liệu, số liệu:
• Số liệu quan trắc chất lượng khơng khí xung quanh các khu cơng nghiệp trong
phạm vi nghiên cứu tại Trung tâm quan trắc và Kỹ thuật môi trường – Sở Tài
nguyên - môi trường Đồng Nai và Phịng Quan trắc mơi trường - Sở Tài ngun
- mơi trường Bà Rịa - Vũng Tàu.
• Số liệu khí tượng của tỉnh Đồng Nai và Bà Rịa - Vũng Tàu tại Trung tâm dự báo
khí tượng thủy văn tỉnh Đồng Nai và Đài khí tượng thủy văn Nam Bộ.
• Niên giám thống kê tỉnh Đồng Nai, Bà Rịa – Vũng Tàu
• Các báo cáo hiện trạng mơi trường, các thông tin về hoạt động sản xuất của các
khu cơng nghiệp, các đề tài, tài liệu có liên quan...
1.6.2

Phương pháp tổng hợp tài liệu

Từ những dữ liệu, số liệu thu thập được, tác giả tiến hành tổng hợp nhằm đưa ra

những vấn đề tổng quan về khu vực nghiên cứu cũng như hiện trạng mơi trường khơng
khí và tình hình giám sát chất lượng khơng khí, cụ thể bao gồm:
• Tình hình phát triển cơng nghiệp ở khu vực nghiên cứu
• Hiện trạng các khu cơng nghiệp, các thông tin liên quan đến hoạt động sản xuất
của các doanh nghiệp
• Đánh giá hiện trạng mơi trường khơng khí tại các KCN thuộc phạm vi nghiên
cứu quanh lưu vực sơng Thị Vải
• Tổng quan và đánh giá cơng tác giám sát chất lượng khơng khí trên lưu vực
sơng Thị Vải


8 

Bên cạnh đó, tác giả đã tổng hợp các tài liệu, số liệu đã có, kế thừa kết quả
nghiên cứu của các chương trình và đề tài khoa học có liên quan làm cơ sở lý luận và
thực tiễn phục vụ cho đề tài.
1.6.3

Phương pháp thống kê – xử lý số liệu

Sau khi thu thập các số liệu quan trắc về chất lượng khơng khí tại Trung tâm
quan trắc và Kỹ thuật môi trường – Sở Tài nguyên - môi trường Đồng Nai và Phịng
Quan trắc mơi trường - Sở Tài nguyên - môi trường Bà Rịa - Vũng Tàu, lượng nhiên
liệu sử dụng trong các khu công nghiệp (Sở Tài nguyên - môi trường Đồng Nai), thu
thập số liệu khí tượng của 12 tháng trong năm 2007 (số liệu được lấy theo từng ngày
với 4 thời điểm quan trắc/ngày; cụ thể là 1 giờ, 7 giờ, 13 giờ, 19 giờ), kế thừa số liệu
tải lượng ô nhiễm của các chất ô nhiễm tại các khu công nghiệp trong đề tài cấp Bộ
“Đánh giá tác động môi trường tổng hợp của hoạt động cơng nghiệp lên mơi trường
khơng khí và môi trường nước lưu vực sông Thị Vải. Đề xuất chương trình quản lý và
giám sát mơi trường”…, tác giả tiến hành thống kê và xử lý số liệu bằng Excel và đưa

về form tương ứng trong mơ hình nhằm đảm bảo cho việc tự động hóa khi tích hợp vào
mơ hình, phục vụ cho q trình tính tốn và mô phỏng sự lan truyền chất ô nhiễm.
1.6.4

Phương pháp mô hình hóa

Ứng dụng mơ hình áp dụng cho nguồn thải vùng để đánh giá, dự báo chất lượng
khơng khí do hoạt động công nghiệp trong khu vực nghiên cứu. Các mơ hình được đề
xuất nghiên cứu về khía cạnh lý luận và thực tiễn là mơ hình dạng Gauss và Berliand.
Mơ hình được đề xuất ứng dụng trong tính tốn, mơ phỏng chất lượng khơng khí trong
đề tài là mơ hình Berliand.
Thơng số đầu vào của mơ hình: dữ liệu về khí tượng bao gồm dữ liệu thống kê
trung bình tháng về vận tốc, nhiệt độ, hướng gió và tần suất của 8 hướng gió chính…,


9 

dữ liệu phát thải, tọa độ điểm tính tốn, các thông số kỹ thuật, chất phát thải, nhiên liệu
sử dụng...
Các chất ơ nhiễm được áp dụng mơ hình để tính toán lan truyền chất: NO2, SO2,
CO, bụi nhẹ.
Giới thiệu về mơ hình và ứng dụng mơ hình được trình bày chi tiết trong
chương 2 của luận văn.
1.6.5

Phương pháp GIS

Trong phạm vi của luận văn, tác giả xây dựng bản đồ ô nhiễm trên cơ sở kết hợp
kỹ thuật GIS và mơ hình hóa. Ứng dụng GIS để quản trị cơ sở dữ liệu gắn với vị trí địa
lý, nhằm quản lý một cách trực quan chất lượng khơng khí. Bên cạnh đó kỹ thuật GIS

cịn cho phép nhập thơng số đầu vào cho mơ hình trực quan; đồng thời cho phép thể
hiện kết quả tính tốn diễn biến chất lượng khơng khí ở khu vực nghiên cứu thơng qua
bản đồ ô nhiễm.
Cơ sở dữ liệu được xây dựng bao gồm:
• Cơ sở dữ liệu về các khu cơng nghiệp
• CSSX trong các KCN
• Cơ sở dữ liệu về nguồn vùng
• Thơng tin về trạm khí tượng
• Thơng tin về điểm lấy mẫu chất lượng khơng khí
• Thơng tin về lượng nhiên liệu sử dụng tại các nguồn vùng
Các bản đồ sử dụng:
• Sử dụng ảnh số từ GIS


10 

Với số liệu và dữ liệu kế thừa từ các nghiên cứu trước đây, bản đồ số hóa bao
gồm các lớp:
-

Lớp hành chính cấp huyện, xã

-

Lớp sơng

-

Lớp phân bố các khu cơng nghiệp
• Sử dụng ảnh vệ tinh

Để mơ phỏng khu vực nghiên cứu, tác giả đã sử dụng ảnh vệ tinh thông qua việc

chụp ảnh lại phạm vi của khu vực quanh sơng Thị Vải có chứa các khu công nghiệp
cần nghiên cứu trên trang web www.earth.google.com, với độ rộng phù hợp với lưới
tính trong phần chạy mơ hình. Giao diện của www.earth.google.com thể hiện như sau:

Hình 1.2. Giao diện của Google earth