Báo cáo xây dựng mô hình quản lý môi trường khu công nghiêp tân bình bằng công cụ tin học
- 144 trang
- file .docx
ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MI
NH
TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA
KHOA MOÂI TRÖÔØNG
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
XÂY DỰNG MÔ HÌNH
QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG KHU CÔNG
NGHIÊP TÂN BÌNH BẰNG
CÔNG CỤ TIN HỌC
SVTH : LÊ THỊ HỒNG THƯƠNG
MSSV : 90202668
GVHD : TSKH BÙI TÁ LONG
BỘ MÔN: QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG
TP Hồ Chí Minh, 12/2006
NHAÄN XEÙT CUÛA GIAÙO VIEÂN HÖÔÙNG
DAÃN
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
......................................................................................
......................
Tp.Hoà Chí Minh, ngaøy thaùng
naêm 2006
i
NHAÄN XEÙT CUÛA GIAÙO VIEÂN PHAÛN BI
EÄN
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
Tp. Hoà Chí Minh, ngaøy thaùng
naêm 2006
ii
LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian hoàn thành luận văn ,tôi đã được sự giúp đỡ tận tìn
h cuả
thầy cô, gia đình và bạn bè
Trước hết tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến Thầy hướng dẫn ,Tiến sĩ
Khoa
học Bùi Tá Long, người đã đặt bài toán, quan tâm giúp đỡ cũng như đóng góp ý
kiến
chuyên môn giúp tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi xin gởi lời biết ơn sâu sắc đến các thầy cô khoa Môi trường –
Trường
Đại học Bách khoa TPHCM, đã cho tôi những kiến thức và kinh ngjiệm quý báu tr
ong
suốt khoá học.
Tôi cũng xin gởi lời cảm ơn chân thành đến Kỹ sư Cao Duy Trường
cùng
các anh chị phònh GeoInformatics, Viện Môi trường và Tài nguyên, Đại học Quốc
gia
Tp.Hồ Chí Minh, đã tận tình chỉ bảo trong suốt quá trình làm luận văn.
Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, bạn bè đã động viê
n và
giúp đỡ tôi trong suốt thời gian hoàn thành luận văn
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm
2006
LÊ THỊ HỒNG THƯƠN
G
iii
TÓM TẮT
Khu Công Nghiệp (KCN) Tân Bình là khu công nghiệp sạch duy nhất nằm tr
ong
nội thành được qui hoạch trên diện tích 125,7 ha, hạ tầng cơ sở được xây dựng tốt
nhất
với các đường giao thông vào KCN đều thuận lợi trong mọi thời tiết, là địa điểm t
hích
hợp để đáp ứng nhu cầu của các nhà đầu tư muốn thuê lại đất phân lô đã hoàn chỉ
nh cơ
sở hạ tầng theo đúng tiêu chuẩn KCN cấp quốc gia. Tính đến nay , KCN Tân Bìn
h đã
thu hút được 132 doanh nghiệp đầu tư lắp đầy 90% diện tích đất công ngiệp cho
thuê
lại.
Bên cạnh đó KCN Tân Bình đang phải đối mặt với nhiều vấn đề môi trư
ờng :
nước thải, chất thải rắn, chất lượng không khí. Hiện nay, chất lượng không khí ở
KCN
Tân Bình chưa trở nên nghiêm trọng nhưng với tốc độ phát triển kinh tế ào
ạt với
nhiều ngành nghề khác nhau thì công tác quản lý chất lượng môi trường khô
ng khí
cũng là một vấn đề đáng quan tâm.
Để nâng cao công tác quản lý chất lượng môi trường không khí ở KCN Tân
Bình
thì việc xây dựng một mô hình quản lý chất lượng không khí bằng công cụ tin họ
c là
hết sức cần thiết
Luận văn “ Xây dựng mô hình quản lý chất lượng môi trường khu công ng
hiệp
Tân Bình bằng công cụ tin học ” hỗ trợ cho công tác quản lý , giám sát , tính p
hí khí
thải và thực hiện nhanh chóng các báo cáo đánh giá chất lượng môi trường ,hỗ trợ
cho
các nhà quản lý môi trường trong công tác quy hoạch , ra quyết định để xây dựng
khu
công nghiệp Tân Bình thành một Khu Công Nghiệp Xanh – Sạch – Đẹp.
iv
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ----------------------------------------------------------------------------------- iii
TÓM TẮT-----------------------------------------------------------------------------------------iv
MỤC LỤC ---------------------------------------------------------------------------------------- v
DANH MUC BẢNG ---------------------------------------------------------------------------vii
DANH MUC HÌNH --------------------------------------------------------------------------- viii
BẢNG CHÚ THÍCH CÁC TỪ VÍÊT TẮT --------------------------------------------------
ix
MỞ ĐẦU ------------------------------------------------------------------------------------------ x
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN -----------------------------
1
HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG KCN TÂN BÌNH------------------------------------------ 1
1.1. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN -------------------------------------------------------------
1
1.2. HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG KCN TÂN BÌNH ------------------------------
5
1.2.1. Chất lượng môi trường không khí bên trong KCN -------------------------
5
1.2.2. Chất lượng môi trường không khí bên ngoài KCN -------------------------
6
1.3. HIỆN TRẠNG CÔNG TÁC QUẢN LÝ TẠI KCN TÂN BÌNH --------------
8
1.3.3. Tình hình thực hiện chương trình giám sát môi trường :------------------
10
1.4. CÁC TAI BIẾN RỦI RO -----------------------------------------------------------10
1.4.4. cháy nổ ---------------------------------------------------------------------------10
1.4.5. Rò rỉ dung môi hoá chất -------------------------------------------------------
10
1.4.6. Trạm xử lý nước thải tập trung bị quá tải , sự cố kỹ thuật
----------------10
1.4.7. Các nhà máy trong KCN thải bỏ chất thải vượt quá tiêu chuẩn cho
phép
nhiều lần ------------------------------------------------------------------------------------11
1.4.8. Các loại sự cố môi trường khác: ---------------------------------------------
11
1.5. ẢNH HƯỞNG CUẢ CÁC PHÁT THẢI ĐẾN MÔI TRƯỜNG --------------
11
1.5.9. Ảnh hưởng từ hoạt động cuả các cụm dân cư ------------------------------
11
1.5.10. Ảnh hưởng từ hoạt động cuả các cơ sở sản xuất ---------------------------
13
1.5.11. Các nguồn gây ô nhiễm khác -------------------------------------------------
16
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN XÂY DỰNG MÔ HÌNH
ENVIM ----------------------------------------------------------------------------------19
2.1. HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐIẠ LÝ (GIS) --------------------------------------
19
2.2. HỆ THỐNG THÔNG TIN MÔI TRƯỜNG--------------------------------------23
2.3. MÔ HÌNH LAN TRUYỀN ---------------------------------------------------------24
2.3.1. Sự phân bố chất ô nhiễm và phương trình toán học cơ bản---------------
24
2.3.2. Công thức Berliand trong trường hợp chất khí và bụi nặng --------------
29
CHƯƠNG 3. MÔ HÌNH ENVIM ----------------------------------------------------------33
3.1. CẤU TRÚC MÔ HÌNH ENVIM --------------------------------------------------34
3.1.1. Khối GIS:------------------------------------------------------------------------34
3.1.2. Khối mô hình--------------------------------------------------------------------36
3.1.3. Khối thực hiện các báo cáo thống kê ----------------------------------------
43
3.1.4. Khối hỗ trợ văn bản pháp quy ------------------------------------------------
48
3.2. TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ TRONG
ENVIMAP-------------------------------------------------------------------------------------49
3.3. CHẠY MÔ HÌNH--------------------------------------------------------------------52
3.4. KẾT QUẢ CHẠY MÔ HÌNH------------------------------------------------------54
3.5. NHẬN XÉT KẾT QUẢ CHẠY MÔ HÌNH ------------------------------------
73
v
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ---------------------------------------------76
4.1. KẾT LUẬN ---------------------------------------------------------------------------76
4.2. KIẾN NGHỊ --------------------------------------------------------------------------77
TÀI LIỆU THAM KHẢO ---------------------------------------------------------------------79
PHỤ LỤC ----------------------------------------------------------------------------------------80
vi
DANH MUC BẢNG
Bảng 1.1 Nhiệt độ không khí trung bình tháng ở TpHCM ..........................................
2
Bảng1.2.Lượng mưa trung bình các tháng tại TpHCM ............................................... 3
Bảng 1.3 Độ ẩm tương đối tại TpHCM .......................................................................
3
Bảng 1.4 Số giờ nắng trung bình .................................................................................
4
Bảng 1.5 Lượng bức xạ trung bình .............................................................................. 4
Bảng 1.6 Tốc độ gió trung bình các tháng tại TpHCM ................................................
5
Bảng 1.7 Hướng gió chính .......................................................................................... 5
Bảng 1.8 Kết quả đo chất lượng môi trường không khí bên trong KCN.....................
. 5
Bảng 1.9 Kết quả đo chất lượng môi trường không khí bên ngoài KCN ....................
.. 6
Bảng 1.10 Các ảnh hưởng từ hoạt động cuả các cụm dân cư .....................................
11
Bảng 1.11 Các ảnh hưởng từ hoạt động ở các cơ sở sản xuất....................................
13
Bảng 1.12 Các nguồn gây ô nhiễm khác...................................................................
16
Bảng 3.1 CSDL về KCN Tân Bình..........................................................................
37
Bảng 3.2 CSDL về cơ sở sản xuất .............................................................................
39
Bảng 3.3 CSDL về các ống khói ...............................................................................
39
Bảng 3.4 CSDL về vị trí lấy mẫu cho mục tiêu quan trắc ..........................................
40
Bảng 3.5 CSDL về các trạm khí tượng ......................................................................
41
Bảng 3.6 CSDL về chất lượng không khí ..................................................................
41
Bảng 3.7 CSDL về khí tượng ....................................................................................
42
Bảng 3.8 CSDL về các chất ô nhiễm tại các nguồn thải............................................
42
Bảng 3.9 Số liệu phát thải tại các ống khói...............................................................
43
Bảng 3.10 Nồng độ NO2 các tháng năm 2006 ..........................................................
55
Bảng 3.11Nồng độ CO các tháng năm 2006 .............................................................
57
Bảng 3.12Nồng độ Bụi các tháng năm 2006.............................................................
60
Bảng 3.13 Nồng độ SO2 các tháng năm 2006 ...........................................................
64
vii
DANH MUC HÌNH
Hình 0.1 Sơ đồ cấp giấy chứng nhận đạt tiêu chuẩn môi trường ..................................
9
Hình 2.1 Chức năng cuả GIS....................................................................................
22
Hình 2.2 Cơ cấu tổ chức cuả hệ thống thông tin môi trường.....................................
24
Hình 2.3 Sơ đồ khuếch tán cuả luồng khí theo chiều gió ..........................................
25
Hình 3.1 Giao diện phần mềm ENVIMAP ...............................................................
33
Hình 3.2 Cấu trúc phần mềm ENVIM .......................................................................
34
Hình 3.3 Mô hình Berliand......................................................................................
36
Hình 3.4 Sơ đồ Input – output trong phần mềm ENVIMAP ......................................
36
Hình 3.5 Sơ đồ Cơ sở dữ liệu Môi trường ................................................................
37
Hình 3.6 Quy trình tạo báo cáo.................................................................................
44
Hình 3.7 Sơ đồ làm quy trình thống kê.....................................................................
45
Hình 3.8 Giao diện bước chọn nguồn thống kê.........................................................
46
Hình 3.9 Giao diện bước chọn tiêu chí thống kê.......................................................
47
Hình 3.10 Giao diện bước kết quả thống kê..............................................................
48
Hình 3.11Giao diện khối hỗ trợ văn bản pháp quy....................................................
49
Hình 3.12 Quy trình chạy mô hình ............................................................................
51
Hình 3.13 Giao diện bước chọn các đối tượng chạy mô hình....................................
53
Hình 3.14 Giao diện bước nhập các thông số chạy mô hình ......................................
53
Hình 3.15 Giao diện bước nhập các thông số cho lưới tính.......................................
54
Hình 3.16 Biểu đồ nồng độ các chất qua các tháng năm 2006 ...................................
66
Hình 3.17 ..................................................................................................................
69
Hình 3.18 ..................................................................................................................
72
viii
BẢNG CHÚ THÍCH CÁC TỪ VÍÊT TẮT
WHO World Health Organization – Tổ chức y tế thế giới
Tp.HCM Thành phố Hồ Chí Minh
OBEIS Osaka Bay Emvironmental Information System
ENVIMAP ENViromental Information Management and Air Poll
ution
estimation - Phần mềm quản lý và đánh giá ô nhiễm không khí
HEPZA Ban quản lý các khu công nghiệp - khu chế xuất
Sở TNMT Sở Tài nguyên - Môi trường
Bộ KHCN-MT Bộ Khoa học Công nghệ Môi trường
Cty TNHH Công ty Trách nhiệm hữu hạn
CSSX Cơ sở sản xuất
KCN- KCX Khu công nghiệp- Khu chế xuất
KDC Khu dân cư
CSDL Cơ sở dữ liệu
TCMT Tiêu chuẩn môi trường
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
HTTTMT Hệ thống thông tin môi trường
GIS Geographic Information System – Hệ thống thông tin điạ lý
Input Các thông số đầu vào
Output Các thông số đầu ra
ix
MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết cuả đề tài
Việc hướng tới mục tiêu phát triển bền vững đã làm nảy sinh ra một lớp rộng
lớn
các bài toán quản lý chất lượng môi trường. Với mục tiêu kiểm soát môi trường
một
cách khách quan, có cơ sở khoa học chất lượng môi trường các trạm quan tr
ắc môi
trường được xây dựng. Khi đã có nhiều số liệu quan trắc thì bước tiếp theo cần
phải
làm đó là xây dựng các công cụ xử lý số liệu, kết hợp với mô hình để hỗ trợ ch
o các
nhà quản lý ra quyết định. Việc xây dựng các Hệ thống qua quyết định là một bài
toán
không đơn giản, bao gồm xác định tiêu chí, tham số, các cơ sở pháp lý của côn
g tác
quản lý cũng như những khía cạnh về kỹ thuật khác. Có thể thấy rõ điều này trên
ví dụ
bài toán quản lý và giám sát ô nhiễm không khí cho một khu công nghiệp
cụ thể.
Trước tiên cần quản lý các phát thải từ các nhà máy, cơ sở sản xuất đang là
m việc
trong khu công nghiệp. Bên cạnh đó cần lưu ý tới đặc điểm của chế độ khí tượng
thủy
văn, tiêu chuẩn môi trường cũng như các mục tiêu kinh tế - xã hội. Vì vậy để c
ó thể
xây dựng được các công cụ hỗ trợ thông qua quyết định cần phải ứng dụng lý th
uyết
hệ thống và công nghệ thông tin.
Trong hệ thống quản lý chất lượng môi trường, quản lý chất lượng không khí
tại
các KCN tập trung đóng vai trò quan trọng. Chức năng quan trắc môi trường k
hông
thể thiếu bởi vì đây là cách tốt nhất trả lời cho câu hỏi có ô nhiễm hay không
. Tuy
nhiên quan trắc không thôi chưa đủ bởi vì cần phải làm sáng tỏ vai trò không g
iống
nhau của các nguồn gây ô nhiễm. Bên cạnh đó cần đưa ra dự báo những thay đ
ổi có
thể ở môi trường xung quanh dưới tác động hoạt động kinh tế của con người
, soạn
thảo ra các khuyến cáo nhằm tiến hành một cách tối ưu nhất các biện pháp bảo vệ
môi
trường. Để thực thi chức năng này cần thiết phải sử dụng các phương pháp tính
toán
định lượng.
Để thiết kế một hệ phức tạp như vậy, theo kinh nghiệm thực tế người ta thiế
t kế
các khối riêng biệt và sau đó tích hợp chúng lại với nhau để thành một công cụ
duy
nhất. Trong hệ thống như vậy khối các mô hình toán học đóng vai trò rất quan tr
ọng.
Mô hình toán đã từ lâu và rất vững chắc trở thành vũ khí rất mạnh để nghiên cứu
khoa
x
học. Nếu kết quả tính toán theo mô hình và thực nghiệm tương đối giống nhau, n
gười
ta sẽ sử dụng mô hình toán để thay thế cho các phép đo.
Bên cạnh mô hình toán, tính hiệu quả và kịp thời trong công tác bảo
vệ môi
trường phụ thuộc đáng kể vào mức độ và chất lượng thông tin được cung cấp cho
các
cấp có thẩm quyền về tình trạng môi trường khu phụ cận và các nguồn gây ô n
hiễm
xung quanh đó. Để quản lý môi trường có hiệu quả người cán bộ quản lý cần ph
ải có
được thông tin nhanh chóng về các đặc trưng tổng quát tình trạng môi trường trê
n cơ
sở đó mới có thể thông qua quyết định một cách chính xác. Sự phát triển cũn
g như
thành tựu của nhiều ngành khoa học nhất là của công nghệ thông tin (CNTT) cho p
hép
giải quyết tốt bài toán này. Hệ thống quản lý môi trường hiện đại phải dựa trên các
giải
pháp công nghệ hiện đại: kết cấu hạ tầng thông tin với hệ thống viễn thông có tố
c độ
cao để trao đổi thông tin do các chương trình quan trắc được thực hiện b
ằng các
phương tiện hiện đại.
Là khu công nghiệp sạch duy nhất nằm trong nội thành được qui hoạch trên
diện
tích 125,7 ha, KCN Tân Bình có hạ tầng cơ sở được xây dựng tốt với các đường
giao
thông vào KCN đều thuận lợi trong mọi thời tiết, là địa điểm thích hợp để đáp ứng
nhu
cầu của các nhà đầu tư muốn thuê lại đất phân lô đã hoàn chỉnh cơ sở hạ tầ
ng theo
đúng tiêu chuẩn KCN cấp quốc gia. Tính đến nay , KCN tân Bình đã thu hút được
132
doanh nghiệp đầu tư lắp đầy 90% diện tích đất côngngiệp cho thuê lại. Bên cạn
h đó,
KCN Tân Bình đang phải đối mặt với nhiều vấn đề môi trường : nước thải ,chất
thải
rắn , chất lượng không khí. Hiện nay, chất lượng không khí ở KCN Tân Bình chưa
trở
nên nghiêm trọng nhưng với tốc độ phát triển kinh tế ào ạt với nhiều ngành nghề
khác
nhau thì công tác quản lý chất lượng môi trường không khí cũng là một vấn đề đ
áng
quan tâm. Chính vì vậy việc luận chứng xây dựng một hệ thống giám sát môi tr
ường
không khí có hiệu quả là một yêu cầu của thực tiễn hiện nay.
Việc lựa chọn KCN Tân Bình là do KCN này nằm rất gần trung tâm Tp. HC
M do
vậy rất cần một hệ thống giám sát môi trường có hiệu quả, dựa trên ứng dụng C
NTT
triệt để.
Từ đó tính cấp thiết của đề tài là:
xi
- Hiện nay giám sát chất lượng môi trường không khí KCN Tân Bình đang
được
quan tâm. Hiện nay vẫn chưa có một công nghệ đánh giá nhanh chóng ảnh hưởng
của
KCN này lên chất lượng không khí xung quanh.
- Các số liệu môi trường liên quan tới KCN Tân Bình tuy đã có nhưng
hiện tại
vẫn chưa được quản lý bằng các phần mềm GIS. Cách quản lý như vây gây nhiều
khó
khăn cho việc tìm kiếm, trao đổi thông tin cũng như đưa ra một bức tranh tổn
g hợp
trên cơ sở tích hợp nhiều loại số liệu.
- Để từng bước hội nhập theo xu hướng hội nhập như hiện nay, KCN Tân
Bình
cần phải xây dựng cơ sở hạ tầng về thông tin đáp ứng được các chuẩn quốc tế và
khu
vực, trong đó ứng dụng công nghệ thông tin là một trong những điều kiện không
thể
thiếu.
Mục tiêu luận văn
Mục tiêu lâu dài:
- Xây dựng Hệ thống thông tin môi trường trợ giúp cho các nhà quản
lý môi
trường trong công tác quản lý môi trường không khí ở các Khu Công Nghiệp
- Xây dựng công cụ tin học hỗ trợ cho công tác tính phí khí thải ở các khu
công
nghiệp
Mục tiêu trước mắt :
- Tin học hoá quá trình xuất nhập dữ liệu liên quan chất lượng không khí cũng
như
hỗ trợ công tác quản lý chất lượng môi trường không khí ở khu công nghiệp
Tân
NH
TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA
KHOA MOÂI TRÖÔØNG
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
XÂY DỰNG MÔ HÌNH
QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG KHU CÔNG
NGHIÊP TÂN BÌNH BẰNG
CÔNG CỤ TIN HỌC
SVTH : LÊ THỊ HỒNG THƯƠNG
MSSV : 90202668
GVHD : TSKH BÙI TÁ LONG
BỘ MÔN: QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG
TP Hồ Chí Minh, 12/2006
NHAÄN XEÙT CUÛA GIAÙO VIEÂN HÖÔÙNG
DAÃN
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
.......................................................................................
......................
......................................................................................
......................
Tp.Hoà Chí Minh, ngaøy thaùng
naêm 2006
i
NHAÄN XEÙT CUÛA GIAÙO VIEÂN PHAÛN BI
EÄN
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
..............................................................................................
.......................
Tp. Hoà Chí Minh, ngaøy thaùng
naêm 2006
ii
LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian hoàn thành luận văn ,tôi đã được sự giúp đỡ tận tìn
h cuả
thầy cô, gia đình và bạn bè
Trước hết tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến Thầy hướng dẫn ,Tiến sĩ
Khoa
học Bùi Tá Long, người đã đặt bài toán, quan tâm giúp đỡ cũng như đóng góp ý
kiến
chuyên môn giúp tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi xin gởi lời biết ơn sâu sắc đến các thầy cô khoa Môi trường –
Trường
Đại học Bách khoa TPHCM, đã cho tôi những kiến thức và kinh ngjiệm quý báu tr
ong
suốt khoá học.
Tôi cũng xin gởi lời cảm ơn chân thành đến Kỹ sư Cao Duy Trường
cùng
các anh chị phònh GeoInformatics, Viện Môi trường và Tài nguyên, Đại học Quốc
gia
Tp.Hồ Chí Minh, đã tận tình chỉ bảo trong suốt quá trình làm luận văn.
Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, bạn bè đã động viê
n và
giúp đỡ tôi trong suốt thời gian hoàn thành luận văn
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm
2006
LÊ THỊ HỒNG THƯƠN
G
iii
TÓM TẮT
Khu Công Nghiệp (KCN) Tân Bình là khu công nghiệp sạch duy nhất nằm tr
ong
nội thành được qui hoạch trên diện tích 125,7 ha, hạ tầng cơ sở được xây dựng tốt
nhất
với các đường giao thông vào KCN đều thuận lợi trong mọi thời tiết, là địa điểm t
hích
hợp để đáp ứng nhu cầu của các nhà đầu tư muốn thuê lại đất phân lô đã hoàn chỉ
nh cơ
sở hạ tầng theo đúng tiêu chuẩn KCN cấp quốc gia. Tính đến nay , KCN Tân Bìn
h đã
thu hút được 132 doanh nghiệp đầu tư lắp đầy 90% diện tích đất công ngiệp cho
thuê
lại.
Bên cạnh đó KCN Tân Bình đang phải đối mặt với nhiều vấn đề môi trư
ờng :
nước thải, chất thải rắn, chất lượng không khí. Hiện nay, chất lượng không khí ở
KCN
Tân Bình chưa trở nên nghiêm trọng nhưng với tốc độ phát triển kinh tế ào
ạt với
nhiều ngành nghề khác nhau thì công tác quản lý chất lượng môi trường khô
ng khí
cũng là một vấn đề đáng quan tâm.
Để nâng cao công tác quản lý chất lượng môi trường không khí ở KCN Tân
Bình
thì việc xây dựng một mô hình quản lý chất lượng không khí bằng công cụ tin họ
c là
hết sức cần thiết
Luận văn “ Xây dựng mô hình quản lý chất lượng môi trường khu công ng
hiệp
Tân Bình bằng công cụ tin học ” hỗ trợ cho công tác quản lý , giám sát , tính p
hí khí
thải và thực hiện nhanh chóng các báo cáo đánh giá chất lượng môi trường ,hỗ trợ
cho
các nhà quản lý môi trường trong công tác quy hoạch , ra quyết định để xây dựng
khu
công nghiệp Tân Bình thành một Khu Công Nghiệp Xanh – Sạch – Đẹp.
iv
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ----------------------------------------------------------------------------------- iii
TÓM TẮT-----------------------------------------------------------------------------------------iv
MỤC LỤC ---------------------------------------------------------------------------------------- v
DANH MUC BẢNG ---------------------------------------------------------------------------vii
DANH MUC HÌNH --------------------------------------------------------------------------- viii
BẢNG CHÚ THÍCH CÁC TỪ VÍÊT TẮT --------------------------------------------------
ix
MỞ ĐẦU ------------------------------------------------------------------------------------------ x
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN -----------------------------
1
HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG KCN TÂN BÌNH------------------------------------------ 1
1.1. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN -------------------------------------------------------------
1
1.2. HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG KCN TÂN BÌNH ------------------------------
5
1.2.1. Chất lượng môi trường không khí bên trong KCN -------------------------
5
1.2.2. Chất lượng môi trường không khí bên ngoài KCN -------------------------
6
1.3. HIỆN TRẠNG CÔNG TÁC QUẢN LÝ TẠI KCN TÂN BÌNH --------------
8
1.3.3. Tình hình thực hiện chương trình giám sát môi trường :------------------
10
1.4. CÁC TAI BIẾN RỦI RO -----------------------------------------------------------10
1.4.4. cháy nổ ---------------------------------------------------------------------------10
1.4.5. Rò rỉ dung môi hoá chất -------------------------------------------------------
10
1.4.6. Trạm xử lý nước thải tập trung bị quá tải , sự cố kỹ thuật
----------------10
1.4.7. Các nhà máy trong KCN thải bỏ chất thải vượt quá tiêu chuẩn cho
phép
nhiều lần ------------------------------------------------------------------------------------11
1.4.8. Các loại sự cố môi trường khác: ---------------------------------------------
11
1.5. ẢNH HƯỞNG CUẢ CÁC PHÁT THẢI ĐẾN MÔI TRƯỜNG --------------
11
1.5.9. Ảnh hưởng từ hoạt động cuả các cụm dân cư ------------------------------
11
1.5.10. Ảnh hưởng từ hoạt động cuả các cơ sở sản xuất ---------------------------
13
1.5.11. Các nguồn gây ô nhiễm khác -------------------------------------------------
16
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN XÂY DỰNG MÔ HÌNH
ENVIM ----------------------------------------------------------------------------------19
2.1. HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐIẠ LÝ (GIS) --------------------------------------
19
2.2. HỆ THỐNG THÔNG TIN MÔI TRƯỜNG--------------------------------------23
2.3. MÔ HÌNH LAN TRUYỀN ---------------------------------------------------------24
2.3.1. Sự phân bố chất ô nhiễm và phương trình toán học cơ bản---------------
24
2.3.2. Công thức Berliand trong trường hợp chất khí và bụi nặng --------------
29
CHƯƠNG 3. MÔ HÌNH ENVIM ----------------------------------------------------------33
3.1. CẤU TRÚC MÔ HÌNH ENVIM --------------------------------------------------34
3.1.1. Khối GIS:------------------------------------------------------------------------34
3.1.2. Khối mô hình--------------------------------------------------------------------36
3.1.3. Khối thực hiện các báo cáo thống kê ----------------------------------------
43
3.1.4. Khối hỗ trợ văn bản pháp quy ------------------------------------------------
48
3.2. TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ TRONG
ENVIMAP-------------------------------------------------------------------------------------49
3.3. CHẠY MÔ HÌNH--------------------------------------------------------------------52
3.4. KẾT QUẢ CHẠY MÔ HÌNH------------------------------------------------------54
3.5. NHẬN XÉT KẾT QUẢ CHẠY MÔ HÌNH ------------------------------------
73
v
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ---------------------------------------------76
4.1. KẾT LUẬN ---------------------------------------------------------------------------76
4.2. KIẾN NGHỊ --------------------------------------------------------------------------77
TÀI LIỆU THAM KHẢO ---------------------------------------------------------------------79
PHỤ LỤC ----------------------------------------------------------------------------------------80
vi
DANH MUC BẢNG
Bảng 1.1 Nhiệt độ không khí trung bình tháng ở TpHCM ..........................................
2
Bảng1.2.Lượng mưa trung bình các tháng tại TpHCM ............................................... 3
Bảng 1.3 Độ ẩm tương đối tại TpHCM .......................................................................
3
Bảng 1.4 Số giờ nắng trung bình .................................................................................
4
Bảng 1.5 Lượng bức xạ trung bình .............................................................................. 4
Bảng 1.6 Tốc độ gió trung bình các tháng tại TpHCM ................................................
5
Bảng 1.7 Hướng gió chính .......................................................................................... 5
Bảng 1.8 Kết quả đo chất lượng môi trường không khí bên trong KCN.....................
. 5
Bảng 1.9 Kết quả đo chất lượng môi trường không khí bên ngoài KCN ....................
.. 6
Bảng 1.10 Các ảnh hưởng từ hoạt động cuả các cụm dân cư .....................................
11
Bảng 1.11 Các ảnh hưởng từ hoạt động ở các cơ sở sản xuất....................................
13
Bảng 1.12 Các nguồn gây ô nhiễm khác...................................................................
16
Bảng 3.1 CSDL về KCN Tân Bình..........................................................................
37
Bảng 3.2 CSDL về cơ sở sản xuất .............................................................................
39
Bảng 3.3 CSDL về các ống khói ...............................................................................
39
Bảng 3.4 CSDL về vị trí lấy mẫu cho mục tiêu quan trắc ..........................................
40
Bảng 3.5 CSDL về các trạm khí tượng ......................................................................
41
Bảng 3.6 CSDL về chất lượng không khí ..................................................................
41
Bảng 3.7 CSDL về khí tượng ....................................................................................
42
Bảng 3.8 CSDL về các chất ô nhiễm tại các nguồn thải............................................
42
Bảng 3.9 Số liệu phát thải tại các ống khói...............................................................
43
Bảng 3.10 Nồng độ NO2 các tháng năm 2006 ..........................................................
55
Bảng 3.11Nồng độ CO các tháng năm 2006 .............................................................
57
Bảng 3.12Nồng độ Bụi các tháng năm 2006.............................................................
60
Bảng 3.13 Nồng độ SO2 các tháng năm 2006 ...........................................................
64
vii
DANH MUC HÌNH
Hình 0.1 Sơ đồ cấp giấy chứng nhận đạt tiêu chuẩn môi trường ..................................
9
Hình 2.1 Chức năng cuả GIS....................................................................................
22
Hình 2.2 Cơ cấu tổ chức cuả hệ thống thông tin môi trường.....................................
24
Hình 2.3 Sơ đồ khuếch tán cuả luồng khí theo chiều gió ..........................................
25
Hình 3.1 Giao diện phần mềm ENVIMAP ...............................................................
33
Hình 3.2 Cấu trúc phần mềm ENVIM .......................................................................
34
Hình 3.3 Mô hình Berliand......................................................................................
36
Hình 3.4 Sơ đồ Input – output trong phần mềm ENVIMAP ......................................
36
Hình 3.5 Sơ đồ Cơ sở dữ liệu Môi trường ................................................................
37
Hình 3.6 Quy trình tạo báo cáo.................................................................................
44
Hình 3.7 Sơ đồ làm quy trình thống kê.....................................................................
45
Hình 3.8 Giao diện bước chọn nguồn thống kê.........................................................
46
Hình 3.9 Giao diện bước chọn tiêu chí thống kê.......................................................
47
Hình 3.10 Giao diện bước kết quả thống kê..............................................................
48
Hình 3.11Giao diện khối hỗ trợ văn bản pháp quy....................................................
49
Hình 3.12 Quy trình chạy mô hình ............................................................................
51
Hình 3.13 Giao diện bước chọn các đối tượng chạy mô hình....................................
53
Hình 3.14 Giao diện bước nhập các thông số chạy mô hình ......................................
53
Hình 3.15 Giao diện bước nhập các thông số cho lưới tính.......................................
54
Hình 3.16 Biểu đồ nồng độ các chất qua các tháng năm 2006 ...................................
66
Hình 3.17 ..................................................................................................................
69
Hình 3.18 ..................................................................................................................
72
viii
BẢNG CHÚ THÍCH CÁC TỪ VÍÊT TẮT
WHO World Health Organization – Tổ chức y tế thế giới
Tp.HCM Thành phố Hồ Chí Minh
OBEIS Osaka Bay Emvironmental Information System
ENVIMAP ENViromental Information Management and Air Poll
ution
estimation - Phần mềm quản lý và đánh giá ô nhiễm không khí
HEPZA Ban quản lý các khu công nghiệp - khu chế xuất
Sở TNMT Sở Tài nguyên - Môi trường
Bộ KHCN-MT Bộ Khoa học Công nghệ Môi trường
Cty TNHH Công ty Trách nhiệm hữu hạn
CSSX Cơ sở sản xuất
KCN- KCX Khu công nghiệp- Khu chế xuất
KDC Khu dân cư
CSDL Cơ sở dữ liệu
TCMT Tiêu chuẩn môi trường
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
HTTTMT Hệ thống thông tin môi trường
GIS Geographic Information System – Hệ thống thông tin điạ lý
Input Các thông số đầu vào
Output Các thông số đầu ra
ix
MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết cuả đề tài
Việc hướng tới mục tiêu phát triển bền vững đã làm nảy sinh ra một lớp rộng
lớn
các bài toán quản lý chất lượng môi trường. Với mục tiêu kiểm soát môi trường
một
cách khách quan, có cơ sở khoa học chất lượng môi trường các trạm quan tr
ắc môi
trường được xây dựng. Khi đã có nhiều số liệu quan trắc thì bước tiếp theo cần
phải
làm đó là xây dựng các công cụ xử lý số liệu, kết hợp với mô hình để hỗ trợ ch
o các
nhà quản lý ra quyết định. Việc xây dựng các Hệ thống qua quyết định là một bài
toán
không đơn giản, bao gồm xác định tiêu chí, tham số, các cơ sở pháp lý của côn
g tác
quản lý cũng như những khía cạnh về kỹ thuật khác. Có thể thấy rõ điều này trên
ví dụ
bài toán quản lý và giám sát ô nhiễm không khí cho một khu công nghiệp
cụ thể.
Trước tiên cần quản lý các phát thải từ các nhà máy, cơ sở sản xuất đang là
m việc
trong khu công nghiệp. Bên cạnh đó cần lưu ý tới đặc điểm của chế độ khí tượng
thủy
văn, tiêu chuẩn môi trường cũng như các mục tiêu kinh tế - xã hội. Vì vậy để c
ó thể
xây dựng được các công cụ hỗ trợ thông qua quyết định cần phải ứng dụng lý th
uyết
hệ thống và công nghệ thông tin.
Trong hệ thống quản lý chất lượng môi trường, quản lý chất lượng không khí
tại
các KCN tập trung đóng vai trò quan trọng. Chức năng quan trắc môi trường k
hông
thể thiếu bởi vì đây là cách tốt nhất trả lời cho câu hỏi có ô nhiễm hay không
. Tuy
nhiên quan trắc không thôi chưa đủ bởi vì cần phải làm sáng tỏ vai trò không g
iống
nhau của các nguồn gây ô nhiễm. Bên cạnh đó cần đưa ra dự báo những thay đ
ổi có
thể ở môi trường xung quanh dưới tác động hoạt động kinh tế của con người
, soạn
thảo ra các khuyến cáo nhằm tiến hành một cách tối ưu nhất các biện pháp bảo vệ
môi
trường. Để thực thi chức năng này cần thiết phải sử dụng các phương pháp tính
toán
định lượng.
Để thiết kế một hệ phức tạp như vậy, theo kinh nghiệm thực tế người ta thiế
t kế
các khối riêng biệt và sau đó tích hợp chúng lại với nhau để thành một công cụ
duy
nhất. Trong hệ thống như vậy khối các mô hình toán học đóng vai trò rất quan tr
ọng.
Mô hình toán đã từ lâu và rất vững chắc trở thành vũ khí rất mạnh để nghiên cứu
khoa
x
học. Nếu kết quả tính toán theo mô hình và thực nghiệm tương đối giống nhau, n
gười
ta sẽ sử dụng mô hình toán để thay thế cho các phép đo.
Bên cạnh mô hình toán, tính hiệu quả và kịp thời trong công tác bảo
vệ môi
trường phụ thuộc đáng kể vào mức độ và chất lượng thông tin được cung cấp cho
các
cấp có thẩm quyền về tình trạng môi trường khu phụ cận và các nguồn gây ô n
hiễm
xung quanh đó. Để quản lý môi trường có hiệu quả người cán bộ quản lý cần ph
ải có
được thông tin nhanh chóng về các đặc trưng tổng quát tình trạng môi trường trê
n cơ
sở đó mới có thể thông qua quyết định một cách chính xác. Sự phát triển cũn
g như
thành tựu của nhiều ngành khoa học nhất là của công nghệ thông tin (CNTT) cho p
hép
giải quyết tốt bài toán này. Hệ thống quản lý môi trường hiện đại phải dựa trên các
giải
pháp công nghệ hiện đại: kết cấu hạ tầng thông tin với hệ thống viễn thông có tố
c độ
cao để trao đổi thông tin do các chương trình quan trắc được thực hiện b
ằng các
phương tiện hiện đại.
Là khu công nghiệp sạch duy nhất nằm trong nội thành được qui hoạch trên
diện
tích 125,7 ha, KCN Tân Bình có hạ tầng cơ sở được xây dựng tốt với các đường
giao
thông vào KCN đều thuận lợi trong mọi thời tiết, là địa điểm thích hợp để đáp ứng
nhu
cầu của các nhà đầu tư muốn thuê lại đất phân lô đã hoàn chỉnh cơ sở hạ tầ
ng theo
đúng tiêu chuẩn KCN cấp quốc gia. Tính đến nay , KCN tân Bình đã thu hút được
132
doanh nghiệp đầu tư lắp đầy 90% diện tích đất côngngiệp cho thuê lại. Bên cạn
h đó,
KCN Tân Bình đang phải đối mặt với nhiều vấn đề môi trường : nước thải ,chất
thải
rắn , chất lượng không khí. Hiện nay, chất lượng không khí ở KCN Tân Bình chưa
trở
nên nghiêm trọng nhưng với tốc độ phát triển kinh tế ào ạt với nhiều ngành nghề
khác
nhau thì công tác quản lý chất lượng môi trường không khí cũng là một vấn đề đ
áng
quan tâm. Chính vì vậy việc luận chứng xây dựng một hệ thống giám sát môi tr
ường
không khí có hiệu quả là một yêu cầu của thực tiễn hiện nay.
Việc lựa chọn KCN Tân Bình là do KCN này nằm rất gần trung tâm Tp. HC
M do
vậy rất cần một hệ thống giám sát môi trường có hiệu quả, dựa trên ứng dụng C
NTT
triệt để.
Từ đó tính cấp thiết của đề tài là:
xi
- Hiện nay giám sát chất lượng môi trường không khí KCN Tân Bình đang
được
quan tâm. Hiện nay vẫn chưa có một công nghệ đánh giá nhanh chóng ảnh hưởng
của
KCN này lên chất lượng không khí xung quanh.
- Các số liệu môi trường liên quan tới KCN Tân Bình tuy đã có nhưng
hiện tại
vẫn chưa được quản lý bằng các phần mềm GIS. Cách quản lý như vây gây nhiều
khó
khăn cho việc tìm kiếm, trao đổi thông tin cũng như đưa ra một bức tranh tổn
g hợp
trên cơ sở tích hợp nhiều loại số liệu.
- Để từng bước hội nhập theo xu hướng hội nhập như hiện nay, KCN Tân
Bình
cần phải xây dựng cơ sở hạ tầng về thông tin đáp ứng được các chuẩn quốc tế và
khu
vực, trong đó ứng dụng công nghệ thông tin là một trong những điều kiện không
thể
thiếu.
Mục tiêu luận văn
Mục tiêu lâu dài:
- Xây dựng Hệ thống thông tin môi trường trợ giúp cho các nhà quản
lý môi
trường trong công tác quản lý môi trường không khí ở các Khu Công Nghiệp
- Xây dựng công cụ tin học hỗ trợ cho công tác tính phí khí thải ở các khu
công
nghiệp
Mục tiêu trước mắt :
- Tin học hoá quá trình xuất nhập dữ liệu liên quan chất lượng không khí cũng
như
hỗ trợ công tác quản lý chất lượng môi trường không khí ở khu công nghiệp
Tân