Luận văn Nghiên cứu công cụ tin học phục vụ công tác đánh giá tác động môi trường

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA MÔI TRƯỜNG BỘ MÔN: QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CÔNG CỤ TIN HỌC PHỤC VỤ CÔNG TÁC ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG (ĐTM) GVHD:PGS.TSKH. BÙI TÁ LONG SVTH:LÊ VIẾT TRIỀU MSSV: 90503090 TP.HỒ CHÍ MINH THÁNG 01/1010 Đạ i Học Quốc Gia Tp.HCM. CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM. TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA. Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc. ---- --- -- -- --- - ------ --- -- -- Số : ________/ BKĐT NHIỆM VỤ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP KHOA: MÔI TRƯỜNG. BỘ MÔN: QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG. HỌ VÀ TÊN: LÊ VIẾT TRIỀU MSSV: 90503090 NGÀNH: QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG. LỚP: MO05LMT. 1. Đầu đề luận án: NGHIÊN CỨU CÔNG CỤ TIN PHỤC VỤ CÔNG TÁC ĐÁNH GIÁ T ÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG ( ĐTM) 2. Nhiệm vụ (yêu cầu về nộ i dung và số l iệu ban đầu): Chuẩn b ị các nộ i dung cần thiết về đánh giá tác động môi trường và viết báo cáo đánh giá tác động môi trường. Chuẩn b ị số l iệu để chạy mô hình hóa. Ứng dụng phần mềm ENVIM MAP để chạy mô hình khí. 3. Ngày giao nhiệm vụ luận án: 15/10/2009 4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 15/01/2010 5. Họ t ên ngườ i hướng dẫn: PGS.TSKH. Bùi Tá Long. Phần hướng dẫn : Toàn bộ. Nộ i dung và yêu cầu LATN đã được thông qua Bộ môn. Ngày 10 tháng 9 năm 2007 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN. NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH. (Ký và ghi rõ họ tên) Bùi Tá Long PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN: Ngườ i duyệt (chấm sơ bộ) : Đơn v ị : Ngày bảo vệ: Điểm tổng kết : Nơ i lưu trữ luận án: NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN - - - - - & - - - - - Ngày tháng năm 2010 Giáo viên hướng dẫn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN - - - - - & - - - - - Ngày tháng năm 2010 Giáo viên phản biện LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình tới Thầy hướng dẫn Phó giáo sư Tiến sỹ Khoa học Bùi Tá Long – Trưởng phòng Tin học Môi trường, Viện Môi trường và Tài nguyên, Đại học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh, người đã luôn khuyến khích, quan tâm giúp đỡ, truyền đạt kiến thức và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp trong thời gian vừa qua. Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến tập thể thầy cô Khoa Môi Trường, Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc Gia Tp. HCM, những thầy cô đã tận tình dạy dỗ, truyền đạt kiến thức trong suốt năm năm học vừa qua. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các anh chị trong phòng Tin học Môi trường, Viện Môi trường và Tài Nguyên, Đại học Quốc gia Tp. HCM đã tận tình giúp đỡ trong suốt thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, những người thân yêu nhất, đã luôn yêu thương, khích lệ và giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập vừa qua. Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến nhóm những người bạn thân K2005 khoa Môi trường – những người bạn đã luôn giúp đỡ và chia sẻ trong suốt năm năm học qua. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn tất cả. Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2010 Sinh viên thực hiện LÊ VIẾT TRIỀU i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................VI MỤC LỤC.........................................................................................................................I DANH MỤC CÁC HÌNH.............................................................................................. IV DANH MỤC CÁC BẢNG .............................................................................................. V DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ...............................................................................VI MỞ ĐẦU .......................................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài. ............................................................................................. 1 2. Mục tiêu của đề tài....................................................................................................... 1 3. Tính mới của đề tài. ..................................................................................................... 1 4. Giới hạn của đề tài. ...................................................................................................... 2 5. Nội dung thực hiện....................................................................................................... 2 6. Phương pháp thực hiện. .............................................................................................. 2 CHƯƠNG 1...................................................................................................................... 4 GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ ĐTM.......................................................................... 4 1.1. Khái quát lịch sử phát triển của ĐTM...................................................................... 4 1.2. Định nghĩa, mục đích và lợi ích của ĐTM............................................................... 7 1.3. Kiến thức khoa học cần thiết để thực hiện ĐTM. .................................................... 9 1.4. Cơ sở pháp lý của ĐTM.[11]................................................................................. 10 1.5. Tiến trình và nội dung của ĐTM. .......................................................................... 12 ii 1.5.1. Lược duyệt các tác động môi trường..........................................................................14 1.5.2. Đánh giá môi trường sơ bộ hay ĐTM nhanh. .............................................................15 1.5.3. ĐTM đầy đủ và chi tiết..............................................................................................16 1.5.4. Quy trình thẩm định báo cáo ĐTM. ...........................................................................42 1.5.5. Các vấn đề còn tồn đọng đối với công tác ĐTM ở Việt Nam. ....................................59 1.5.6. Cấu trúc và yêu cầu về nội dung của ĐTM.[15].........................................................62 CHƯƠNG 2.................................................................................................................... 71 CÁC PHƯƠNG PHÁP KỸ THUẬT VÀ PHẦN MỀM TIN HỌC SỬ DỤNG TRONG ĐTM. ............................................................................................................... 71 2.1. Phương pháp kỹ thuật viễn thám. .......................................................................... 71 2.2. Phương pháp thông tin địa lý................................................................................. 75 2.2.1. Giới thiệu ..................................................................................................................75 2.2.2. Định nghĩa GIS[17] ...................................................................................................76 2.2.3. Vai trò của kỹ thuật GIS trong ĐTM và quản lý tài nguyên.[17] ................................79 2.2.4. Các chức năng của GIS: ............................................................................................81 2.3. Phương pháp mô hình hóa..................................................................................... 83 2.4. Các phần mềm tin học được sử dụng trong ĐTM .................................................. 98 2.4.1. Phần mềm đánh giá ô nhiễm không khí .....................................................................98 2.4.2. Phần mềm quản lý CTR công nghiệp và sinh hoạt ...................................................103 2.4.3. Phần mềm đánh giá ô nhiễm nước ...........................................................................107 CHƯƠNG 3.................................................................................................................. 112 GIỚI THIỆU VÀ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PHỤC VỤ CHO ĐTM. .................... 112 3.1. Tổng quan về đối tượng nghiên cứ u. .................................................................. 112 3.2. Giới thiệu phần mềm ENVIM MAP.[17] ............................................................ 113 3.3. Ứng dụng phần mềm ENVIMAP. ............................................................ 115 3.3.1. Chuẩn bị số liệu.......................................................................................................115 3.3.2. Chạy mô hình ..........................................................................................................117 3.4. Kết quả chạy mô hình nồng độ trung bình các tháng của NO2, CO, SO2 ............. 127 iii 3.5. Kết quả, kết luận và kiến nghị. ............................... Error! Bookmark not defined. TÀI LIỆU THAM KHẢO. .......................................................................................... 137 Các văn bản mẫu hướng dẫn thực hiện ĐTM.....................................................................139 iv DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1-1: Lịch sử phát triển của ĐTM ------------------------------------------------------------7 Hình 1-2: Cơ sở pháp lý của ĐTM ---------------------------------------------------------------- 11 Hình 1-3: Quy trình thực hiện ĐTM[11] --------------------------------------------------------- 12 Hình 1-4: Các bước thực hiện ĐTM -------------------------------------------------------------- 13 Hình 1-5: Sơ đồ chuẩn bị ĐTM-------------------------------------------------------------------- 17 Hình 1-6: Quy trình thẩm định của dự án[11] --------------------------------------------------- 46 Hình 2-1: Nền tản của GIS ------------------------------------------------------------------------- 76 Hình 2-2: Các thiết bị của của hệ thống GIS----------------------------------------------------- 78 Hình 2-3: Các thành phần của hệ GIS.----------------------------------------------------- 79 Hình 2-4: Quy trình hiển thị dữ liệu--------------------------------------------------------------- 83 Hình 2-5: Mối quan hệ giữa mô hình và môi trường-------------------------------------------- 86 Hình 2-6: Nguyên lý mô hình hóa ----------------------------------------------------------------- 89 Hình 2-7: Sơ đồ khuếch tán luồng khí thả i dọc theo chiều gió ------------------ 92 Hình 3-1: Sơ đồ cấu trúc của phần mềm ENVIMAP. -------------------------------114 Hình 3-2: Sơ đồ cấu trúc CSDL môi trường trong ENVIMAP. -----------------115 Hình 3-3: Mô hình Berliand được t ích hợp trong ENVIMAP. -------------------115 v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1-1: V ị t r í đ iểm lấy mẫu và đ iều kiện lấy mẫu .......................................... 21 Bảng 1-2: Kế t quả đo đạ t và phân t ích chấ t lượng nước mặ t ........................... 22 Bảng 1-3: Kế t quả đo đạ t và phân t ích chấ t lượng nước mặ t ............................ 22 Bảng 1-4: Kế t quả đo đạ t và phân t ích chấ t lượng nước mặ t ........................... 23 Bảng 1-5: Các nguồn thải bãi rác ..................................................................................... 24 Bảng 1-6: Dự báo các sự cố rủi ro của bãi rác.[18]........................................................... 25 Bảng 1-7: Quy trình đánh giá rủi ro ................................................................................. 30 Bảng 2-1: Thông số của vệ tinh GOES ............................................................................ 73 Bảng 2-2: Thông số của vệ tinh NOAA ........................................................................... 73 Bảng 2-3: Đặc trưng của quỹ đạo và vệ t inh ......................................................... 74 Bảng 2-4: Khả năng ứng dụng tương ứng với các kênh phổ ............................................. 74 Bảng 2-5: Thông số vệ tinh cho ảnh phân giải cao ........................................................... 75 Bảng 3-1: Số liệu khí tượng ........................................................................................... 116 vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VIẾT TẮT VIẾT ĐẦY ĐỦ ĐTM Đánh giá tác động môi trường TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam KT-KT Kinh tế kỹ thuật 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài. Ngày này việc phát triển KT-XH luôn đi đôi với việc xây dựng các dự án.Trong quá trình xây dựng và hoạt động không thể không làm ảnh hưởng đến môi trường tự nhiên và con người xung quanh. Vấn đề đặt ra là cần phải có sự cân bằng giữa Kinh tế-Xã hội-Môi trường đang là sự nan giải của các ngành liên quan. Nếu thực hiện không tốt không những việc phát triển kinh tế gặp nhiều khó khăn mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường. Vấn đề thiệt hại về môi trường có ảnh hưởng lớn đến hệ sinh thái và đặc biệt là con người mà khó có thể định lượng được. Do đó việc áp dụng ĐTM trong các dự án phát triển đang mở ra một giải pháp hữu hiệu để phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường. Như chung ta đã biết hiện nay ĐTM ở Việt Nam đang còn nhiều hạn chế cả về mặt thủ tục, phương pháp và công nghệ.Do đó việc ứng dụng công nghệ thông tin nói chung và công cụ tin học dành riêng cho ĐTM là rất cần thiết và khã thi ở Việt Nam ta hiện nay. Tôi tin rằng việc áp dụng công cụ tin học trong ĐTM làm cho công tác ĐTM và bảo vệ môi trường được tiện lợi và hiệu quả hơn. 2. Mục tiêu của đề tài. – Mô tả một cách từ tổng quát đến chi tiết các vấn đề về ĐTM như: lịch sử phát triển, nội dung và tiến trình thực hiện, cơ sở pháp lý, các phương pháp thực hiện, tình hình thực hiện ĐTM ở Việt Nam… Xem đó là bước chuẩn bị rất quan trọng cho công tác viết Báo cáo ĐTM đầy đủ và hoàn thiện sau này. Đồng thời đó là những kiến thức rất bổ ích cho những ai muốn làm ĐTM trên thực tế. – Tiến hành phân tích, sàng lọc các công cụ tin học nhằm phục vụ cho công tác ĐTM. Trong đó cần chỉ rõ cần áp dụng ở khâu nào và áp dụng như thế nào cho hợp lý và đêm lại hiệu quả cao. 3. Tính mới của đề tài. 2 Thực chất việc áp dụng công cụ tin học nói chung và mô hình hóa nói riêng vào thực hiện ĐTM ở Việt Nam là đã thực hiện nhưng vẫn chưa được phổ biến rộng rãi. Chủ yếu nó được thực hiện ở các vùng có công nghệ phát triển như Hà Nội, TP.HCM … còn những nơi khác còn rất hạn chế về số lượng. Do đó đề tài mạnh dạng đưa tin học hóa trong ĐTM là một bước đi mang tính thiết thực và cần thiết trong bối cảnh thức tế hiện nay. 4. Giới hạn của đề tài. Mặc dù trong đề tài cố gắn đưa vào nhiều công cụ tin học đặc biệt là các phần mềm về mô hình hóa để phục vụ cho ĐTM nhưng trong khuông khổ của đề tài luận văn vẫn còn những hạn chế nhất định do công cụ tin học là một vấn đề khá rộng và bao quát. Đây cũng là tính giới hạn của đề tài. 5. Nội dung thực hiện. – Tổng quan về đánh giá tác động môi trường. – Các phương pháp thực hiện đánh giá tác động môi trường. – Tình hình thực hiện đánh giá tác động môi trường ở Việt Nam. – Xử lý số liệu và nhập vào phần mềm ENVIMAP. – Chay chương trình phần mềm ENVIMAP. 6. Phương pháp thực hiện. ▪ Phương pháp thực hiện đề tài – Thu thập số liệu khí tượng. – Thu thập tài liệu, số liệu về đánh giá tác động môi trường. – Vận dụng các kiến thức và kỹ năng về GIS và MapInfo thể hiện bản đồ và các đối tượng môi trường cần quản lý. – Phương pháp mô hình hóa:sử dụng mô hình phát tán ô nhiễm không khí Berliand. 3 – Phương pháp thống kê: sử dụng trong phân tích, xử lý số liệu. ▪ Giải pháp kỹ thuật thực hiện – Vận dụng các kiến thức và kỹ năng về GIS và MapInfo thể hiện bản đồ và các đối tượng môi trường cần quản lý. – Chạy chương trình phần mềm ENVIM MAP. 4 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ ĐTM 1.1. Khái quát lịch sử phát triển của ĐTM. Trong quá trình phát triển kinh tế xã hội, các hoạt động kinh tế khai thác tài nguyên thiên nhiên, xây dựng đô thị, nhà máy xí nghiệp và nhiều công trình khác, bên cạnh những cái được cho sản xuất và nâng cao đời sống cho con người, đồng thời cũng gây ra nhiều phiền toái có hại cho môi trường và sức khỏe cộng đồng. Sự phát triển kinh tế xã hội luôn luôn có hai mặc lợi và hại đối với cuộc sống. Sự lợi và hại có thể xãy ra trước mắt hoặc lâu dài, có thể trực tiếp hoặc gián tiếp, ảnh hưởng tới sức khỏe con người. Sự hiểu biết và biện pháp phòng tránh các tiêu cực của con người qua các thời kỳ lịch sử có khác nhau. Từ thủa sơ khai ông cha ta chưa có hiểu biết và ý thức rõ ràng về ô nhiễm và suy thoái môi trường như bây giờ, nhưng cũng làm những việc phòng tránh ô nhiễm và bảo vệ tài nguyên môi trường. Ngày nay với nền nông nghiệp và công nghiệp phát triển, con người đang đứng trước những thử thách lớn về môi trường. Với sự phát triển của xã hôi công nghiệp, nhiều nguồn năng lượng mới, vật liệu mới, kỹ thuật tiên tiến đã được khám phá. Trong nông nghiệp để đạt được năng suất cao của cây trồng con người đã lạm dụng phân bón hóa học và thuốc bảo vệ thực vật, gây ô nhiễm môi trường nước và đất nghiêm trọng. Các hoạt động phát triển đó của con người đã tác động mạnh mẽ vào tài nguyên và môi trường, đã can thiệp trực tiếp và đôi khi thô bạo vào các hệ tự nhiên. Đặc biệt là trong thế kỉ XX, sau khi thế chiến thứ hai kết thúc, các nước bị chiến tranh tàn phá đã bước vào thời kỳ khôi phục kinh tế sau chiến tranh. Nhiều nước đã bước vào công nghiệp hóa, hiện đại hoa đất nước. Một số nhân tố mới như cách mạng khoa học kỹ thuật, sự bùng nổ dân số, sự phân hóa các quốc gia giàu nghèo đã tác động và can thiệp mạnh mẽ vào tài nguyên và môi trường. Đánh giá tác động môi trường ra đời nhằm mục đích giảm bớt và ngăn ngừa sự ô nhiễm, sự suy thoái môi trường do các hoạt động phát triển kinh tế gây ra. 5 Từ những năm 1960-1970, các nước tư bản phương Tây đã có sự lo lắng và quan tâm đối với tài nguyên và môi trường sống của con người. Vấn đề bảo vệ tài nguyên và môi trường đã trở thành vấn đề chính trị bức xúc trong xã hội, đòi hỏi chính phủ cả nước phải có chủ trương đường lối và chính sách giải quyết. Ở Hoa Kỳ vào đầu năm 1970, Quốc hội nước này đã ban hành luật và chính sách quốc gia về môi trường và gọi tắt là NEPA. Luật này quy định rằng các dự án phát triển kinh tế quan trọng ở cấp liên bang muốn được xét duyệt và thông qua bắt buộc phải có báo cáo đánh giá tác động môi trường. Sau Hoa Kỳ các nước khác như: Canada, Australia, Anh, Nhật, Đức đã lần lược ban hành những luật pháp hoặc quy định với mức độ khác nhau về đánh giá tác động môi trường của các dự án phát triển kinh tế xã hội của nước mình. Vào nhưng năm 1970-1980 một số nước đang phát triển ở châu Á Thái Bình Dương như: Thái Lan, Hàn Quốc, Philiphin, Indonesia, Malasia… cũng ban hành những quy định chính thức hoặc tạm thời về ĐTM. Ở Trung Quốc trong thời kỳ phát triển đất nước, với sự giúp đỡ của các nước phương Tây và các tổ chức Quốc tế cung đã quan tâm và tiến hành ĐTM đối với các dự án phát triển kinh tế của nước mình. Theo tư liệu của chương trình Liên Hợp Quốc vào năm 1985, các nước phát triển trên thế giới đã có trên 3 /4 số nước đã có quy định về ĐTM với các mức độ và yêu cầu khát nhau. Các tổ chức quốc tế cũng đã quan tâm nhiều đến ĐTM. Năm 1972 Liên Hợp Quốc đã tổ chức hội nghị quốc tế về môi trường. Chương trình môi trường của LHQ cũng được thành lập với mục đích là cung cấp các tư liệu và cơ sở khoa học cần thiết cho việc định đường lối phát triển kinh tế của quốc gia. Tổ chức Y tế thế giới cũng ban hành các quy định về chất lượng nước uống và không khí nhằm đảm bảo về sức khỏe con người. Tổ chức UNESCO đã xây dựng chương trình con người và sinh quyển. Năm 1980 ba tổ chức UNEP, UNDP, và WB đã công bố “Tuyên bố về các chính sách và thủ tục về môi trường”. Nội dung của tuyên bố nói lên việc phát triển kinh tế phải kết hợp với bảo vệ môi trường và các nước được viện trợ hay vay vốn của LHQ phải có ĐTM. Ở Việt Nam vấn đề ĐTM ra đời vào giữa năm 1984 khi có chương trình tài nguyên và môi trường. Báo cáo ĐTM đầu tiên được thực hiện ở nhà máy thủy điện Trị An năm 1985 và tiếp theo là ban hành quyết định của chính phủ về công tác điều tra cơ bản, sử 6 dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ