Luận văn Nghiên cứu xây dựng công cụ GIS đánh giá chất lượng môi trường nước mặt dựa trên số liệu quan trắc áp dụng cho tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

i TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG & BẢO HỘ LAO ĐỘNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ỨNG DỰNG CÔNG CỤ GIS ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC MẶT DỰA TRÊN SỐ LIỆU QUAN TRẮC ÁP DỤNG CHO TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU. SVTH : BÙI NGUYÊN LINH MSSV : 910914B LỚP : 09CM1N GVHD : TH.S TRẦN THỊ VÂN NGÀNH CẤP THOÁT VÀ MÔI TRƯỜNG NƯỚC TP. HỒ CHÍ MINH, 12/2009 ii TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG & BẢO HỘ LAO ĐỘNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ỨNG DỰNG CÔNG CỤ GIS ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC MẶT DỰA TRÊN SỐ LIỆU QUAN TRẮC ÁP DỤNG CHO TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU. Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 16/09/2009 Ngày hoàn thành luận văn : 16/12/2009 Xác nhận của GVHD NGÀNH CẤP THOÁT VÀ MÔI TRƯỜNG NƯỚC TP. HỒ CHÍ MINH, 12/2009 iii LỜI CẢM ƠN Khóa luận này được hoàn thành là công sức và tình cảm của thầy cô, bạn bè và gia đình đã giành cho em. Em xin gửi lời biết ơn sâu sắc nhất đến tất cả các thầy cô khoa Môi trường và Bảo hộ lao động, trường Đại học Tôn Đức Thắng, đã hết lòng giảng dạy, truyền đạt kiến thức và giúp đỡ cho em trong suốt quá trình học tập. Trước hết em xin chân thành gửi lời cảm ơn thầy hướng dẫn, PGS.TSKH Bùi Tá Long đã hết lòng hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi, cùng những ý kiến đóng góp sâu sắc nhất cho em hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới Th.s. Trần Thị Vân, Viện Môi trường và Tài nguyên, Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh đã hướng dẫn chu đáo, giúp cho em hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Em cũng gửi lời cảm ơn chân thành đến Th.s. Cao Duy Trường, Viện Môi trường và Tài nguyên, Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh đã chỉ dẫn tận tình trong suốt thời gian hoàn thành khoá luận Tốt nghiệp. Đồng thời em xin gửi lời cảm ơn đến tất cả bạn bè đã động viên và chia sẻ những khó khăn trong quá trình học tập và làm luận văn tốt nghiệp. Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, những người thân yêu nhất, đã giành cho em hết tình cảm và điều kiện, chia sẻ với em những lúc khó khăn nhất để em có thể hoàn thành tốt quá trình suốt những năm học đại học. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn! Tp. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 12 năm 2009 Sinh viên thực hiện Bùi Nguyên Linh iv NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN - - - - - & - - - - - ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... Tp. HCM, ngày….. tháng……năm 2009 Giáo viên hướng dẫn v NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN - - - - - & - - - - - ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... Tp. HCM, ngày….. tháng……năm 2009 Giáo viên phản biện vi BẢNG CHỮ CÁI VIẾT TẮT CHỮ VIẾT TẮT Ý NGHĨA BC Bristish Columbia BVMT Bảo vệ Môi trường CCME Canada Council of Ministry of the Environment CCN Cụm công nghiệp CNTT Công nghệ thông tin CSDL Cơ sở dữ liệu ESRI Earth Science Research Institute GDP Tổng thu nhập bình quân đầu người GIS Geological Information System KCN Khu công nghiệp LVHTS Lưu vực hệ thống sông LVS Lưu vực sông NN&PTNT Nông nghiệp và phát triển nông thôn NSF – WQI Chỉ số chất lượng của Quỹ vệ sinh Môi trường Hoa Kỳ OWQI Oregon Water Quality Index TMDL Total Maximum Daily Loads TN & MT Tài nguyên và Môi trường USGS United State Geological Survey WQI Water Quality Index vii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Kết quả phân loại theo OWQI ...............................................................................31 Bảng 2.2.Trọng số đóng góp của các thông số theo NSF – WQI............................................32 Bảng 2.3. Kết quả phân loại theo NSF – WQI .......................................................................33 Bảng 2.4. Giá trị chỉ số sử dụng trong phương pháp BC ........................................................34 Bảng 2.5. Kết quả phân loại ..................................................................................................36 Bảng 2.6. Trọng số wi tương ứng với từng thông số lựa chọn ................................................37 Bảng 2.7. Kết quả tính toán và phân loại chất lượng nước theo WQI của Malaysia................37 Bảng 2.8. Kết quả phân loại ..................................................................................................38 Bảng 2.9. Các thông số chất lượng nước lựa chọn cho các mục đích riêng.............................39 Bảng 2.10. Kết quả phân loại chất lượng nước theo WQI của Bhargava ................................40 Bảng 2.11. Kết quả phân loại chất lượng nước WQI..............................................................41 Bảng 2.12. Lưu lượng nước thải và tải lượng ô nhiễm trong chăn nuôi ..................................46 Bảng 2.13. Lượng phân bón, hóa chất bị rửa trôi trên các sông ..............................................48 Bảng 2.14. Danh sách một số khu công nghiệp ở Đồng Nai đổ vào sông Thị Vải ..................48 viii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Bản đồ hành chính Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu ............................................................7 Hình 1.2. Vị trí các điểm quan trắc chất lượng môi trường nước mặt tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu .............................................................................................................................................12 Hình 1.3. Diễn biến DO trên sông Thị Vải (Khu vực Cảng Baria Serece) qua các năm..........14 Hình 1.4. Diễn biến SS trên sông Dinh (Đập Cầu Đỏ) qua các năm.......................................14 Hình 1.5. Diễn biến BOD5 trên sông Dinh (Đập Cầu Đỏ) qua các năm..................................17 Hình 1.6. Diễn biến COD trên sông Thị Vải (Khu vực Cái Mép) qua các năm.......................18 Hình 1.7. Diễn biến N-NH3 trên sông Thị Vải (Khu vực Cảng Cái Mép) qua các năm...........19 Hình 1.8. Diễn biến N-NO2 trên sông Thị Vải (Khu vực Cảng Cái Mép) qua các năm...........20 Hình 1.9. Diễn biến N-NO2 trên sông Băng Chua (Khu vực Bình Châu) qua các năm ...........20 Hình 1.10. Diễn biến Fe trên sông Dinh (Khu vực Đập Cầu Đỏ) qua các năm .......................21 Hình 1.11. Diễn biến dầu, mỡ trên sông Thị Vải (Khu vực Cảng Cái Mép) qua các năm .......22 Hình 1.12. Diễn biến Coliform trên sông Ray (Khu vực thác Hòa Bình) qua các năm............23 Hình 1.13. Diễn biến Pb trên sông Thị Vải (Khu vực Cảng Cái Mép) qua các năm................24 Hình 1.14. Diễn biến Cd trên sông Thị Vải (Khu vực Cảng Cái Mép) qua các năm ...............24 Hình 3.3. Các lớp quản lý bản đồ cũa Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu .............................................52 Hình 3.4. Nhập thông tin về các KCN quản lý nguồn thải với đối tượng là KCN...................52 Hình 3.5. Nhập thông tin về các điểm quan trắc chất lượng nước mặt....................................53 Hình 3.6. Nhập thông tin về mẫu quan trắc chất lượng nước mặt ...........................................53 Hình 3.7. Nhập số liệu quan trắc chất lượng nước mặt...........................................................54 Hình 3.8. Chọn đối tượng thống kê........................................................................................54 Hình 3.9. Chọn tiêu chí thống kê ...........................................................................................55 Hình 3.10. Kết quả thống kê..................................................................................................55 Hình 3.11. Kết quả truy vấn và xuất kết quả sang các dạng file khác .....................................56 Hình 3.12. Báo cáo được thực hiện tự động trong DONA......................................................56 Hình 3.13.Kết quả tính của module Mô hình hóa (WQI vào tháng 9/2006)............................57 Hình 3.14.Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 03/2005 .....................................................57 Hình 3.15.Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 06/2005 .....................................................58 Hình 3.16. Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 07/2005 ....................................................58 Hình 3.17.Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 10/2005 .....................................................58 Hình 3.18.Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 05/2006 .....................................................59 Hình 3.19.Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 07/2006 .....................................................59 Hình 3.20. Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 05/2007 ....................................................59 Hình 3.21. Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 12/2007 ....................................................60 Hình 3.22. Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 02/2004 ....................................................61 Hình 3.23. Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 05/2006 ....................................................61 Hình 3.24. Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 05/2007 ....................................................61 Hình 3.25. Nước thải của Công ty TNHH Thế Phú, DNTN Sinh Phú đổ ra sông Dinh làm một đoạn sông Dinh bị pha màu vàng đục. ...................................................................................62 Hình 3.26. Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 03/2005 ....................................................63 ix Hình 3.27. Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 02/2006 ....................................................63 Hình 3.28. Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 06/2007 ....................................................63 Hình 3.29. Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 02/2004 ....................................................65 Hình 3.30. Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 05/2004 ....................................................65 1 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN..........................................................................................................................i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN.....................................................................iv NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN.........................................................................v BẢNG CHỮ CÁI VIẾT TẮT.................................................................................................vi DANH MỤC BẢNG.............................................................................................................vii DANH MỤC HÌNH .............................................................................................................viii MỤC LỤC ..............................................................................................................................1 MỞ ĐẦU ................................................................................................................................3 CHƯƠNG 1............................................................................................................................6 TỔNG QUAN MÔI TRƯỜNG NƯỚC MẶT BÀ RỊA – VŨNG TÀU...................................6 1.1. ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI ............................................................................6 1.1.1. Vị trí địa lý: .....................................................................................................6 1.1.2. Điều kiện kinh tế xã hội: .................................................................................7 1.2. HỆ THỐNG QUAN TRẮC CHẤT LƯỢNG NƯỚC BÀ RỊA – VŨNG TÀU .........8 1.2.1. Hệ thống quan trắc chất lượng nước trên lưu vực sông: ....................................8 1.2.2. Đánh giá diễn biến môi trường nước sông, kênh tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu.......12 CHƯƠNG 2..........................................................................................................................25 TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU ĐƯỢC SỬ DỤNG ................................................................25 2.1. ỨNG DỤNG GIS QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT.................................25 2.1.1. Khái niệm GIS: ..............................................................................................25 2.1.2. GIS và bài toán quản lý chất lượng nước mặt .................................................28 2.2. NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC LIÊN QUAN ..................................30 2.2.1. Các nghiên cứu ngoài nước ............................................................................30 2.2.2. Một số ứng dụng ở Việt Nam.........................................................................40 2.3. Hiện trạng môi trường nước mặt tại tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu .................................42 2.3.1. Dự báo khu vực và mức độ bị ảnh hưởng theo định hướng phát triển kinh tế xã hội của tỉnh....................................................................................................................46 2.4. Kết luận chương ....................................................................................................50 CHƯƠNG 3..........................................................................................................................51 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..............................................................................................51 3.1. MỞ ĐẦU...............................................................................................................51 3.2. KHỞI ĐỘNG DONA: ...........................................................................................51 3.2.1. Cập nhật dữ liệu .............................................................................................52 3.2.2. Xử lý thống kê ...............................................................................................54 2 3.3. KẾT QUẢ CHẠY MÔ HÌNH DONA....................................................................57 3.4. ĐỀ XUẤT .............................................................................................................66 3.4.1. Giải pháp pháp lý ...........................................................................................67 3.4.2. Xây dựng mạng lưới quan trắc và thu thập thông tin ......................................67 3.4.3. Giải pháp quản lý ...........................................................................................67 3.4.4. Đa dạng hóa các nguồn tài chính cho bảo vệ môi trường nước .......................68 3.4.5. Nâng cao nhận thức cộng đồng ......................................................................68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..............................................................................................70 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................................71 3 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài: Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu có mạng lưới sông ngòi chằng chịt nối liền nhau. Nổi bật của mạng lưới sông này là sông Thị Vải, sông Dinh, sông Ray và sông Đu Đủ. Các con sông này đóng vai trò rất quan trọng trong đời sống kinh tế, xã hội của tỉnh. Cùng với sự tăng trưởng về kinh tế trong khu vực, trên lưu vực này hiện đang tồn tại nhiều hoạt động kinh tế – xã hội có ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến môi trường nước với nhiều qui mô và điều kiện phân bố khác nhau: công nghiệp, đô thị, nông nghiệp, lâm nghiệp, thủy điện, thủy lợi, giao thông vận tải thủy, du lịch, nuôi trồng và đánh bắt thủy sản, v.v… Bên cạnh đó, môi trường nước ở lưu vực còn chịu tác động của nhiều yếu tố tự nhiên khác. Có thể nói rằng, môi trường nước ở các lưu vực sông, tùy từng khu vực cụ thể, đang chịu các tác động đơn lẻ hoặc đồng thời của một hoặc nhiều yếu tố tự nhiên hay nhân tạo. Có rất nhiều giải pháp nhằm cải thiện chất lượng nước sông đã được đưa ra như: ban hành các văn bản pháp luật kèm theo các chế tài hợp lý (Luậ