NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ AMONI (NH ) TRONG NƯỚC …

Nghiên cứu

Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 28 - năm 2019 3

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ AMONI (NH4+) TRONG

NƯỚC GIẾNG KHOAN HỘ GIA ĐÌNH BẰNG XƠ DỪA Trịnh Thị Thủy, Vũ Thị Mai

Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà NộiTóm tắtNước giếng khoan có hàm lượng amoni cao rất dễ chuyển hóa thành dạng độc

hơn cho cơ thể con người như nitrit, mặt khác amoni còn là tác nhân ô nhiễm khó xử lý. Tại một số quận huyện trên địa bàn thành phố Hà Nội, nước giếng khoan có hàm lượng amoni cao hơn quy chuẩn cho phép nhiều lần. Vì vậy, việc nghiên cứu phương pháp xử lý amoni trong nước giếng khoan quy mô hộ gia đình luôn nhận được sự quan tâm của xã hội và các nhà khoa học. Nghiên cứu này đánh giá khả năng xử lý amoni trong nước giếng khoan tại xã Đức Thượng, huyện Hoài Đức, thành phố Hà Nội bằng xơ dừa kết hợp với một số vật liệu lọc đơn giản. Kết quả nghiên cứu cho thấy, mặc dù hàm lượng amoni trong nước rất cao (vượt QCVN 09-MT:2015/BTNMT từ 32 đến 35 lần) nhưng bể lọc có thêm xơ dừa khả năng xử lý amoni tốt hơn so với bể lọc truyền thống chỉ có cát và sỏi. Hiệu suất xử lý amoni của bể lọc có xơ dừa lên đến 70%, cao hơn nhiều so với hiệu suất của bể lọc truyền thống (chỉ đạt mức nhỏ hơn 15%).

Từ khóa: Amoni; Xơ dừa; Nước giếng khoan; Xử lý amoniAbstract

A study on ammonium removal from household well water using coconut fibreWell water has a high content of ammonium which is easily converted into a

more toxic form for affecting human health such as nitrite. It is difficult to remove ammonia from well water. In Hanoi, well water from some areas has much highter content of ammonium than allowed national standards. Therefore, a study on the removal of ammonium in household well water always receive the attention of society and scientists. This study assessed the ability to treat ammonium in well water in Duc Thuong commune, Hoai Duc district, Hanoi using coconut fiber combined with some other common filtration materials. The results show that, although the content of ammonium in well water is very high (exceeding the standard QCVN 09:2015/BTNMT 32 - 35 times), the filter with coconut fiber layer has higher ability to remove ammonium than the traditional filter using only sand and gravel. The ammonium removal efficiency of the coconut fiber filter is up to 70%, much higher than that of the traditional filtration tank (only 15% ammonia removal).

Keywords: Ammonium; Coconut fibre; Well water; Ammonium removal.

1. Đặt vấn đề

Những năm gần đây, nguồn tài nguyên nước dưới đất ở Việt Nam đang có xu hướng suy giảm về số lượng và chất lượng do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và các hoạt động sản xuất, khai thác. Theo báo cáo kết quả thực hiện chương

trình Mục tiêu quốc gia về nước sạch vệ sinh môi trường của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn [4], chỉ có 32% hộ dân trong số 84,5% dân số sử dụng nước hợp vệ sinh được sử dụng nước từ các công trình cấp nước tập trung, còn lại từ các công trình nhỏ lẻ như giếng đào, giếng khoan, bể chứa nước mưa. Đối với

Nghiên cứu

Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 28 - năm 20194

các hộ gia đình sử dụng nguồn cấp nước sinh hoạt trực tiếp từ nước ngầm có thể chịu các rủi ro đối với sức khỏe do chất lượng nước không được kiểm soát. Đặc biệt khi nước dưới đất ở Việt Nam thường có xu hướng ô nhiễm bởi các chỉ tiêu sắt, mangan, asen, amoni.

Theo Trung tâm quan trắc môi trường 2014, hàm lượng amoni trong nước ngầm đã vượt giới hạn cho phép nhiều lần, đặc biệt ở các tỉnh miền Bắc của Việt Nam như Vĩnh Phúc, Bắc Ninh, Hải Dương, Hưng Yên, Hà Nội,...[10]. Ở khu vực phía Nam, điển hình là nhiều quận, huyện của thành phố Hồ Chí Minh cũng đã ghi nhận được mức độ nhiễm amoni với hàm lượng rất cao [3].

Một số phương pháp thường sử dụng trong thực tế để xử lý amoni trong nước là: làm thoáng để loại bỏ NH3 ở môi trường pH cao; clo hóa đến điểm đột biến; trao đổi ion; hấp phụ và sinh học. Trong đó phương pháp hấp phụ sử dụng các vật liệu như zeolite, vật liệu hấp phụ sinh học được xem là các kỹ thuật đơn giản, hiệu quả, tiềm năng để loại bỏ amoni trong nước [1, 9].

Than hoạt tính, than sinh học được chế tạo từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau, trong đó tận dụng các vật liệu thải từ phụ phẩm nông nghiệp đang là một xu hướng nghiên cứu và ứng dụng rất được quan tâm [2, 6, 7, 8].

Việt Nam là quốc gia trồng dừa lớn trên thế giới. Xơ dừa có thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như làm dây thừng, dây xoắn, chỉ xơ dừa, chổi, bàn chải, thảm chùi chân,...[5]. Tuy nhiên việc nghiên cứu sử dụng xơ dừa trực tiếp làm vật liệu hấp phụ sinh học còn chưa có nhiều nghiên cứu. Nghiên cứu này, xơ dừa được sử dụng như một lớp vật liệu lọc trong bể lọc cát tại hộ gia đình để đánh giá

khả năng loại bỏ amoni trong nước ngầm, bể lọc không có xơ dừa được sử dụng làm hệ đối chứng, so sánh.

2. Phương pháp nghiên cứu

2.1. Thiết kế bể lọc quy mô hộ gia đình

2.1.1. Chuẩn bị vật liệu

a. Xơ dừa- Lựa chọn loại xơ dừa của các quả

dừa lấy cùi càng già càng tốt, khô ráo, không có mốc

- Xử lý xơ dừa trước khi đưa vào bể lọc:

+ Xơ dừa được xé thành sợi nhỏ để tạo độ đồng nhất của vật liệu lọc, đồng thời làm tăng diện tích tiếp xúc với nước.

+ Xơ dừa sau khi được xé nhỏ được rửa kĩ bằng nước dùng trong sinh hoạt tại hộ gia đình nhằm loại bỏ các chất bẩn làm giảm hiệu quả lọc của bể lọc như: đất, cát, bụi,...

+ Sau khi rửa, xơ dừa được đem phơi nắng tự nhiên đến khô ráo

b. Các loại vật liệu khác- Cát vàng: là loại cát hạt trung, có

đường kính trung bình từ 0,3 ÷ 0,5 mm. Cát được rửa sạch và phơi khô trước khi đưa vào bể lọc.

- Cát đen: là loại cát hạt mịn, có đường kính trung bình từ 0,01 ÷ 0,05 mm. Cát được rửa sạch và phơi khô trước khi đưa vào bể lọc.

- Sỏi: sử dụng loại sỏi có đường kính trung bình từ 1 ÷ 2 cm để làm vật liệu đỡ. Sỏi cũng được rửa sạch và phơi khô trước khi đưa vào bể lọc.

2.1.2. Sắp xếp vật liệu lọc vào bể lọc có sẵn tại hộ gia đình

Địa điểm: Thôn Nhuệ, xã Đức Thượng, huyện Hoài Đức, Thành phố Hà Nội.

Nghiên cứu


Tiến hành sắp xếp các vật liệu lọc vào hai bể lọc ở hai hộ gia đình liền kề nhau: sử dụng bể lọc của gia đình đã xây và hiện đang dùng để lọc nước giếng khoan. Loại bỏ các vật liệu cũ gia đình đang sử dụng để thay bằng các vật liệu nghiên cứu, làm sạch bể trước khi đưa vật liệu mới vào.

Bể lọc thứ nhất: Bể có kích thước dài 1,0 m; rộng 0,8 m; cao 1,0 m

Vật liệu lọc chỉ sử dụng cát vàng, cát đen và sỏi. Bể lọc được bố trí như sau:

+ Lớp 1: Lớp dưới cùng bể: Sỏi (dày 10 cm).

+ Lớp 2: Cát vàng (dày15 cm). + Lớp 3: Cát đen (dày 10 cm). + Lớp 4: Cát vàng (dày 25 cm). + Lớp 5: Cát đen (dày 5 cm)Ranh giới giữa 2 lớp vật liệu lọc được

rải một tấm bao tải loại mỏng.Bể lọc thứ hai: Bể có kích thước dài

1,2 m; rộng 0,8 m; cao 1,0 mVật liệu lọc gồm cát vàng, cát đen,

sỏi và xơ dừa. Bể lọc được bố trí như sau:+ Lớp 1: Lớp dưới cùng bể: Sỏi (dày

10 cm).+ Lớp 2: Cát vàng (dày15 cm).

+ Lớp 3: Cát đen (dày 10 cm). + Lớp 4: Xơ dừa (dày15 cm). + Lớp 5: Cát vàng (dày 10 cm).+ Lớp 6: Cát đen (dày 5 cm)Ranh giới giữa 2 lớp vật liệu lọc được

rải một tấm bao tải loại mỏng.2.2. Lấy mẫu đánh giá hiệu quả xử

lý NH4+ của các bể lọc

Sau khi sắp xếp các vật liệu lọc vào bể xong, tiến hành bơm nước liên tục trong vòng 2 ngày nhằm ổn định bể và rửa sạch các vật liệu làm bể. Cả hai bể lọc đều có lưu lượng nước bơm là 0,2 lít/s.

Đối với mỗi bể, mỗi tuần tiến hành lấy mẫu một lần (1 mẫu đầu vào trước khi chảy vào bể lọc và 1 mẫu sau khi chảy qua bể lọc).

+ Mẫu nước giếng khoan được lấy theo TCVN 6663-11:2011

+ Bảo quản mẫu theo TCVN 6663-3:2008

+ Phương pháp phân tích: Phân tích chỉ tiêu NH4

+ theo 4500-F, SMWW, 19952.3. Phương pháp xử lý số liệuXử lý số liệu bằng phần mềm EXCEL

2013.3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

3.1. Khả năng xử lý amoni của bể lọc không có xơ dừa

Hình 1. Biểu đồ hiệu suất bể lọc thứ nhất

Nghiên cứu


Hàm lượng amoni trong nước giếng khoan đầu vào của bể lọc thứ nhất cao (QCVN 09-MT:2015/BTNMT cho phép từ 32 đến 35 lần). Hàm lượng amoni trong nước giếng khoan tại địa điểm nghiên cứu dao động như trên cũng có thể được lý giải do các thời điểm lấy mẫu khác nhau.

Sau khi qua bể lọc thứ nhất (vật liệu làm bể chỉ có cát và sỏi) thì hàm lượng amoni trong nước có giảm nhưng không nhiều. Hiệu suất xử lý thấp, dao động từ 7,47 - 16,16%.

3.2. Khả năng xử lý amoni của bể lọc có xơ dừa

Hàm lượng amoni trong nước giếng khoan tại bể lọc thứ hai cao tương đương với nước giếng khoan tại bể lọc thứ nhất (vượt QCVN 09-MT:2015/BTNMT cho phép từ 32 đến 35 lần).

Từ kết quả phân tích hàm lượng amoni trong mẫu nước trước và sau khi qua bể lọc có xơ dừa cho thấy hàm lượng amoni sau khi qua bể lọc giảm mạnh. Hiệu suất xử lý thấp nhất là 23,73%, cao nhất là 70,54%, trung bình đạt 56,25%. Trong thời gian đầu sau khi thay bể lọc, hiệu suất xử lý amoni thấp, sau đó tăng dần và

ổn định. Tính đến ngày lấy mẫu cuối cùng của đợt nghiên cứu hiệu suất xử lý vẫn đạt 66,25%. Thời gian đầu hiệu suất xử lý thấp có thể giải thích do khi mới làm bể lọc tốc độ lọc nước nhanh, thời gian tiếp xúc với vật liệu lọc ít nên khả năng hấp phụ của vật liệu kém. Khi bể lọc ổn định, các lớp vật liệu dần được nén xuống, tốc độ lọc chậm hơn, thời gian tiếp xúc với vật liệu lọc nhiều hơn nên khả năng hấp phụ của vật liệu tốt hơn.

Khả năng hấp phụ amoni của xơ dừa có thể được giải thích do xơ dừa cấu trúc nhiều lỗ xốp, có tính mao dẫn cao, có diện tích bề mặt lớn nên có khả năng hấp phụ được các chất hòa tan trong nước.

Mặc dù hiệu suất xử lý cũng tương đối tốt, nhưng do nồng độ amoni trong nước ở mức rất cao nên hàm lượng amoni trong nước sau khi qua bể lọc vẫn vượt quy chuẩn (với thời điểm hiệu suất xử lý cao nhất nước sau khi qua bể lọc vẫn vượt QCVN 09-MT:2015/BTNMT cho phép từ 10 lần). Vì vậy, nước sau khi xử lý qua bể lọc vẫn cần phải được xử lý tiếp bằng các phương pháp lọc nước kháctrước khi dùng cho ăn uống.

Hình 2: Biểu đồ hiệu suất xử lý amoni của bể lọc thứ hai

Nghiên cứu


3.3. Kết quả khảo sát khả năng phân hủy của xơ dừaKết quả phân tích chỉ số Penmanganat trong mẫu nước bể lọc thứ hai

STT Mẫu nước đầu vào

Chỉ số Pemanganat (mg/l)

Mẫu đầu ra bể lọc thứ hai

Chỉ số Pemanganat (mg/l)

Hiệu suất xử lý (%)

1 ĐV1 33,4 ĐR1 26,1 21,862 ĐV2 31,2 ĐR2 19,3 38,143 ĐV3 34,5 ĐR3 20,2 41,45

Để khảo sát khả năng phân hủy của xơ dừa, tiến hành lấy mẫu để xác định chỉ số Pemanganat ở bể lọc thứ hai. Trong quá trình nghiên cứu, tiến hành 3 lần lấy mẫu (tần xuất 5 tuần lấy một lần), mỗi lần đều lấy mẫu để xác định chỉ số Pemanganat của nước trước và sau khi qua bể lọc theo TCVN 6186:1996.

Từ số liệu phân tích chỉ số Pemanganat của nước trước và sau khi qua bể lọc (bảng trên) cho thấy nước giếng khoan của khu vực này bị ô nhiễm chất hữu cơ. Vật liệu lọc cũng có khả năng hấp phụ các chất hữu cơ, đồng thời có thể khẳng định xơ dừa không bị phân hủy trong khoảng thời gian làm thí nghiệm (15 tuần) vì nếu bị phân hủy thì chỉ số Pemanganat của nước sau khi qua bể lọc sẽ cao hơn trong nước trước khi qua bể lọc.

4. Kết luậnHàm lượng amoni trong nước giếng

khoan của khu vực nghiên cứu cao hơn QCVN 09-MT:2015/BTNMT (cao hơn từ 32 đến 35 lần). Nếu chỉ sử dụng bể lọc thông thường làm từ cát và sỏi thì hầu như không xử lý được amoni (hiệu suất xử lý nhỏ hơn 15%). Bể lọc được làm từ xơ dừa kết hợp với các vật liệu lọc thông thường như cát và sỏi có hiệu quả xử lý amoni cao hơn (hiệu suất xử lý có thể đạt đến 70%). Bể lọc từ xơ dừa kết hợp với các vật liệu đơn giản như cát, sỏi phù hợp với điều kiện của hầu hết các gia đình. Kết quả nghiên cứu đóng góp một giải pháp đơn giản góp phần thực hiện chương trình mục tiêu quốc gia về nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn.

TÀI LIỆU THAM KHẢO[1]. Asada T, Ohkubo T, Kawata K and

Olkawa K (2006). Ammonia adsorption on Bamboo charcoal with acid treatment. Journal of health science, 52 (5): 585 - 589.

[2]. Aworn A, Thiravetyan P, Nakbanpote W (2009). Preparation of CO2 activated carbon from corncob for monoethylene glycol adsorption. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 333 (1 - 3): 19 - 25.

[3]. Bộ Tài Nguyên và Môi trường (2016). Báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia. Hà Nội.

[4]. Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (2014). Báo cáo kết quả thực hiện chương trình Nước sạch vệ sinh môi trường nông thôn và định hướng giai đoạn 2016 - 2020. Hà Nội.

[5]. Dự án DBRP Bến Tre (2011). Báo cáo nghiên cứu phân tích chuỗi giá trị dừa Bến Tre.

[6]. El-Hendawy A. A; Samra S. E; Girgis B. S (2001). Adsorption characteristics of activated carbons obtained from corncobs. Colloids Surf, 180(3): 209 - 221.

[7]. Huang H; Xiao X; Yan B; Yang L (2010). Ammonium removal from aqueous solutions by using natural Chinese (Chende) zeolite as adsorbent. J. Hazard. Mater, 175 (1): 247 - 252.

[8]. Liu X, Zhang Y, Li Z, Feng R, Zhang Y (2014). Characterization of corncob - derived biochar and pyrolysis kinetics in comparison with corn stalk and sawdust, Bioresource Technology 170, 76 - 82.

[9]. Malekian R, Abedi-Koupai J, Eslamian S.S, Mousavi S.F, Karim C.A, Afyuni M (2011). Ion - exchange process for ammonium removal and release using natural Iranian zeolite. Applied Clay Science, 51: 323 - 329.

[10]. Trung tâm quan trắc và dự báo tài nguyên nước (2014). Thông báo diễn biến tài nguyên nước dưới đất 6 tháng đầu năm 2013 và dự báo xu thế diễn biến tài nguyên nước dưới đất 3 tháng cuối năm 2013 và 3 tháng đầu năm 2014. Hà Nội.

BBT nhận bài: 04/11/2019; Phản biện xong: 19/11/2019

http://www.sciencedirect.com/science/journal/09277757

http://www.sciencedirect.com/science/journal/09277757

Nghiên cứu


LỰA CHỌN KHAI THÁC TỐI ƯU NHẰM TRÁNH XÂM NHẬP MẶN ĐỐI VỚI CÁC LỖ KHOAN KHAI THÁC NƯỚC DƯỚI

ĐẤT CÁC TẦNG CHỨA NƯỚC VEN BIỂN. LẤY VÍ DỤ VÙNG TỈNH NINH THUẬN

Phạm Qúy Nhân, Trần Thành Lê, Tạ Thị Thoảng Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội

Tóm tắtĐặc điểm nổi bật của các vùng ven biển là nhu cầu cấp nước lớn do mật độ dân

số cao, các tầng chứa nước thường mỏng và bị xâm nhập mặn. Chính vì vậy, thiết kế xây dựng hệ thống cấp nước dưới đất cho những vùng này đòi hỏi đảm bảo lưu lượng khai thác nhưng không gây ra xâm nhập mặn. Sử dụng lời giải giải tích giải phương trình vi phân vận động của nước dưới đất trong tầng chứa nước ven biển tồn tại ranh giới mặn nhạt và phương pháp quy hoạch tuyến tính và ứng dụng vào vùng nghiên cứu tỉnh Ninh Thuận đã xác định được lưu lượng tối ưu của các lỗ khoan khai thác nhằm tránh xâm nhập mặn trong quá trình hút nước.

Từ khóa: Tối ưu; Xâm nhập mặn; Khai thác nước dưới đất; Tầng chứa nước ven biển; Tỉnh Ninh Thuận

AbstractOptimization of groundwater abstraction for mitigation of saltwater intrusion of

water wells in coastal aquifers: A case study in Ninh Thuan provinceTypical characteristics of coastal area are the big demand of water supply due

to density population and coastal aquifers with fresh-salt water interface. Therefore, design and construction of water wells in this area is the need to avoid the salt water intrusion. Using the analytical solutions from governing equation of motion of underground water for coastal aquifers with fresh-salt water interface, the linear programing and applying to Ninh Thuan province is to determine the maximum pumping rates of water wells which avoiding salt water intrusion during pumping.

Key words: Optimization; Salt intrusion; Groundwater abstraction; Coastal aquifers; Ninh Thuan province.

1. Đặt vấn đềNinh Thuận là một tỉnh ven biển

thuộc Nam Trung Bộ. Đây là vùng có khí hậu khắc nghiệt chịu ảnh hưởng nặng nề của hạn hán và xâm nhập mặn (XNM), trong đó có XNM của các tầng chứa nước (TCN) ven biển. Đề xuất các giải pháp công nghệ nhằm khai thác bền vững nước dưới đất, giảm thiểu XNM sẽ góp phần vào khai thác bền vững nước cho các TCN thuộc dải ven biển miền Trung trong đó có tỉnh Ninh Thuận. Có nhiều giải pháp được

đề xuất để tăng cường khai thác nước dưới đất trong vùng nghiên cứu để bổ sung sự thiếu hụt nguồn cung cấp trong mùa khô. Các giải pháp đó có thể kể đến đó là đề xuất bổ xung nhân tạo cho nước dưới đất (Nguyễn Thị Kim Thoa, 2006), xây dựng tường chắn ngầm (Nguyễn Quốc Dũng, 2019) [1]. Tuy nhiên các giải pháp đó đều đòi hỏi làm tăng nguồn bổ cập và trữ nước để đảm bảo khai thác vào mùa khô và điều này thường được thực hiện ở vùng nằm sâu đất liền, xa biển. Đặc điểm nổi bật của

Nghiên cứu


các vùng ven biển là nhu cầu cấp nước lớn do mật độ dân số cao, các TCN thường mỏng và bị XNM. Chính vì vậy, thiết kế xây dựng hệ thống cấp nước dưới đất cho những vùng này đòi hỏi đảm bảo lưu lượng khai thác nhưng không gây ra XNM.

Bài toán tối ưu về lưu lượng khai thác đã được đề cập nhiều trong các công trình nghiên cứu khác nhau như Hallajji et al., 1996; Mantoglou, 2003. Ngay cả ở Việt Nam, bài toán quy hoạch tuyến tính để tính toán lưu lượng khai thác tối ưu cũng đã được áp dụng cho các giếng khai thác nước dưới đất thuộc nhà máy nước Mai Dịch (Phạm Quý Nhân, Trần Văn An, 2004) [4]. Vấn đề đặt ra ở đây chính là tính toán lưu lượng khai thác tối ưu cho các giếng không chỉ tối ưu về lưu lượng khai thác mà đồng thời không gây ra dịch chuyển ranh giới mặn nhạt (RGMN) trong các TCN này.

Phương trình vi phân vận động của dòng thấm trong đới mặn - nhạt

Hình 1 minh họa cho sự phân bố nước trong vùng tồn tại RGMN và các ký hiệu được thể hiện trong hình vẽ:

Hình 1: Sơ đồ phân bố RGMN và các ký hiệu trong TCN (Mantoglou, 2003)b (x,y): chiều sâu lớp nước nhạt tính

từ mặt thoáng đến RGMN

ξ (x,y): chiều sâu lớp nước nhạt tính từ mặt nước biển (mặt chuẩn 0 - 0) đến RGMN

hf (x,y): cột áp lực của lớp nước nhạt tính từ mặt đáy TCN

Đới 1: đới nước nhạt hoàn toànĐới 2: đới chuyển tiếp nước mặn

nhạt tính từ đới nước mặn hoàn toàn đến đới nước nhạt hoàn toàn

L: chiều dài TCN tính từ đới 2B: chiều rộng TCNq: lưu lượng đơn vị chiều rộng dòng

thấm từ bên ngoài vào TCN và được tính bằng q=Vc/B Vc=NcA

Vc: lưu lượng cung cấp thấm trong một đơn vị thời gian

Nc: mức độ cung cấp thấm trong một đơn vị thời gian

A: diện tích phần thu nước cung cấp thấm (thường là vùng lộ có khả năng cung cấp thấm cao cho TCN)

(x,y): tọa độ điểm nghiên cứu Đới chuyển tiếp ranh giới mặn nhạt

trong TCN được giả thiết phân chia thành 2 đới rõ rệt là đới nước mặn và đới nước nhạt

hf - d=δξ (1)Trong đó

0.025s f

f

ρ ρδ

ρ−

= =

ρs là mật độ nước mặn và ρf là mật độ nước nhạt

Phương trình vi phân vận động của nước dưới đất trong đới nước nhạt (đới 1) trong trạng thái vận động ổn định là:

0f ff f

h hKh Kh N Q

x x y y∂ ∂ ∂ ∂

+ + − = ∂ ∂ ∂ ∂ (2)

Phương trình vi phân vận động của nước dưới đất của lớp nước nhạt trong đới

Nghiên cứu


nước hỗn hợp (đới 2) trong trạng thái vận động ổn định là:

0f fh hKb Kb N Q

x x y y∂ ∂ ∂ ∂

+ + − = ∂ ∂ ∂ ∂ (3)

Trong đới 1: b = hf

Trong đới 2: b = hf - d + ξ (4)Cả 02 phương trình (2) và (3) có thể

thể hiện theo dạng phương trình (3). Theo Strack (1976), đã định nghĩa hàm thế năng như sau:

Trong đới 1:

( )2 21 1 2 fÔ h dδ = − +

Trong đới 2:

( ) ( )21 –

2 fÔ h dδ

δ+

= (5)

Tại vị trí của chân lưỡi mặn, khi mà ξ=d thì phương trình (1) có thể nhận được:

hf = (1 + δ)d Từ phương trình (2), (3) và (5), hàm

thế năng thỏa mãn phương trình vi phân liên tục của dòng thấm như sau:

0Ô ÔK K N Qx x y y

∂ ∂ ∂ ∂ + + − = ∂ ∂ ∂ ∂ (6)

Trong đó:Φ: hàm thế năng trong môi trường

mật độ thấm đồng nhấtK: hệ số thấm của TCN, TCN đồng

nhấtN: giá trị cung cấp thấm bề mặt phân

bố đềuQ: lưu lượng hút nước từ các lỗ khoanq: là lưu lượng đơn vị theo chiều

rộng dòng thấm chảy từ bên rìa và không phụ thuộc theo trục y

Với các điều kiện biên như sau: (1) tại đường bờ biển nếu khi (x = 0) lúc đó ξ = 0 và Φ(x,y) = 0 (2) tại biên cách nước

dòng chảy hướng về phía vuông góc với biên sẽ bằng 0 tức là

3. Lời giải của phương trình vi phân với các điều kiện biên khác nhau

- Miền thấm bán vô hạn biên cấp nước loại 1 là đường bờ biển

- Miền thấm giới hạn bởi biên cấp nước loại 1 là biển và 02 biên cách nước

- Miền thấm giới hạn bởi biên cấp nước loại 1 là biển và 03 biên cách nước

Dùng phương pháp chiếu ảnh và cộng dòng, nghiệm của phương trình vi phân cho các trường hợp khác nhau được thể hiện như sau:

3.1. Trong trường hợp TCN bán vô hạn với một biên cấp nước là bờ biển, số lượng lỗ khoan M và lưu lượng các lỗ khoan được xác định

Nếu K, N, Q được biết trong trường hợp TCN bán vô hạn với một biên cấp nước là bờ biển và các biên cách nước khác nhau thì phương trình (6) có thể được giải bằng phương pháp giải tích hoặc phương pháp số. Khi hàm được xác định thì tại đới RGMN có thể được tính từ phương trình (4) và (5) như sau:

Đới 1

Đới 2

(7)

Giá trị áp lực bề mặt sẽ nhận đượcĐới 1

Đới 2

Nghiên cứu


(8)

Vị trí của chân lưỡi mặn có thể được xác định bằng cách giải phương trình xác định khi giá trị hàm của , phương trình không đường thẳng như sau:

(9)

Như đã biết ở mục trên phương trình vi phân liên tục của dòng thấm (6) có thể được giải bằng phương pháp số (ví dụ phần mềm MODFLOW). Trong một số trường hợp nơi mà TCN phân bố dạng chữ nhật, hệ số thấm K và TCN đồng nhất, giá trị cung cấp thấm N là phân bố đồng đều và giá trị lưu lượng thấm đơn vị từ bên sườn là không đổi và độc lập theo trục y, thì phương trình đó có thể giải bằng phương pháp giải tích.

a) Trong trường hợp TCN đồng nhất, bán vô hạn, không có cung cấp thấm (N = 0), có M lỗ khoan hút nước với lưu lượng là Qj với j=1,2,....,M.

Hình 2: TCN ven biển giới hạn bởi một biên cấp nước và 3 biên cách nước: Hệ

số chiếu ảnh đối với biên cấp cho một lần chiếu mimag = 1, Hệ số chiếu ảnh đối với các biên cách nước với số lần chiếu là 0

nimag = 0Trong trường hợp này, Strack (1976)

và Cheng et al. (2000) cũng đã giải phương trình vi phân liên tục và được

nghiệm như sau:

(10)

Trong đó (xj,yj), j=1,2,...,M là tọa độ các lỗ khoan. Lời giải này dựa vào phương trình của Thiem (1906) với lưu ý rằng lỗ khoan ảo chiếu đối xứng qua biên cấp nước (đường bờ biển) có tọa độ là (-xj, yj) là lỗ khoan ép nước với lưu lượng là -Qj với j=1,2,....,M. Giá trị được tính cho trường hợp tồn tại dòng thấm từ bên sườn vào (Bear, 1972).

b) Trong trường hợp nếu không có lỗ khoan, phương trình (9) và (10) cho thấy rằng lưỡi mặn nằm song song và cách đường bờ biển một khoảng cách.

c) Khi có lỗ khoan hút nước lưỡi mặn sẽ di chuyển về lỗ khoan và hình dạng lưỡi mặn sẽ được xác định bằng cách giải phương trình (9) để xác định theo hàm

3.2. Lời giải giải tích về xâm nhập mặn trong các TCN phân bố hữu hạn một biên cấp nước và hai biên cách nước song song nhau

Phương trình (10) được dựa trên giả thiết TCN bán vô hạn với một biên cấp nước H=const là đường bờ biển. Trong phần lớp các trường hợp, các TCN ven biển là chứa nước hữu hạn nên cần xác định lời giải trong các trường hợp này. Dưới đây là lời giải trong trường hợp TCN hữu hạn hình chữ nhật một biên cấp nước và ba biên cách nước.

Trong trường hợp nếu chiếu ảnh qua các biên cách với 1 lần chiếu nimag=1 và biên cấp với 1 lần chiếu mimag=1. Lúc này ta sẽ có 06 lỗ khoan cấp nước và 06 lỗ khoan hút nước (Hình 3)

Nghiên cứu


Hình 3: TCN ven biển giới hạn bởi một biên cấp nước và 2 biên cách nước song song nhau phân bố ở phía Bắc và phía Nam vùng nghiên cứu: Hệ số chiếu ảnh đối với biên cấp với số lần chiếu mimag = 1,

hệ số chiếu ảnh đối với các biên cách nước với số lần chiếu là nimag =1Bằng phương pháp cộng dòng ta có:

(11)

Trong đó B là chiều rộng TCNNếu số lần chiếu nimag ≥ 1 thì ta có kết quả lời giải như sau:

(12)

3.3. Lời giải giải tích về xâm nhập mặn trong các TCN phân bố hữu hạn một biên cấp nước và hai biên cách nước song song nhau, một biên cách nước phân bố vuông góc

Hình 4: TCN ven biển giới hạn bởi một biên cấp nước và 02 biên cách nước song song nhau phân bố ở phía Bắc và phía Nam vùng nghiên cứu, 01 biên cách nước ở phía Đông: Hệ số chiếu ảnh đối với biên cấp với số lần chiếu mimag = 2, Hệ số chiếu ảnh đối với các biên cách nước với số lần chiếu nimag = 1

Nghiên cứu


(13)

Giá trị được đưa vào công thức khi tồn tại giá trị cung cấp thấm. L là chiều dài phân bố TCN

4. Tối ưu lưu lượng khai thác của các lỗ khoan hút nước

Đặt Qi; i=1,2,...,M là lưu lượng các lỗ khoan hút nước trong TCN ven biển. Tọa độ (xi;yi) i=1,2,...,M của các lỗ khoan là biết trước. Bài toán đặt ra ở đây là, tổng lưu lượng khai thác của các lỗ khoan gần RGMN là lớn nhất nhưng sự dịch chuyển RGMN không vượt quá vị trí của các lỗ khoan khai thác.

Như vậy, nội dung của bài toán tối ưu được thể hiện bằng các công thức như sau

Hàm mục tiêu:Max Qtot=Q1+Q2+....+QM Điều kiện ràng buộc:

(14)

Trong đó: Qi, i=1,2,..,M: Lưu lượng của các lỗ

khoan hút nướcQtot: tổng lưu lượng của các lỗ khoan

hút nướcx(τi): tọa độ x mà tại đó tồn tại chân

lưỡi mặnĐiều này cũng đòi hỏi giá trị thế năng

tại lỗ khoan phải lớn hơn giá trị thế năng tại

chân lưỡi mặn, tức là . Cũng cần lưu ý rằng các phương trình (10), (11), (12) và (13) có thể hiện theo dạng công thức như sau:

Nghiên cứu


Trong đó:

Chúng ta biết thế năng tại chân lưỡi mặn là và như vậy để tránh XNM vào lỗ khoan, hàm ràng buộc sẽ là

(16)

(17)

Trong đó:

Do điều kiện ràng buộc (17) là hàm tuyến tính với hàm mục tiêu là . Lúc này bài toán tối ưu có thể thể hiện như sau:

Hàm mục tiêu: Max:

Điều kiện ràng buộc:

(18)

Bài toán tối ưu này có thể giải bằng công cụ MATLAB hoặc SOLVER trong EXCEL

Lấy ví dụ vùng Ninh ThuậnTrong vùng nghiên cứu tồn tại 02

TCN có triển vọng đó là TCN Holoxen và TCN Pleistoxen. Tuy nhiên, khu vực gần trung tâm TP. Phan Rang - Tháp Chàm TCN Pleistoxen gần như bị mặn (TDS>1g/L). Đối với các cơ sở trường học, bệnh viện, công sở,...thiếu nguồn nước cấp vào mùa khô là rất nghiêm trọng. Chính vì vậy, nhóm tác giả lựa chọn TCN Holoxen trong vùng này để thiết kế, tính toán tối ưu cho một công trình cấp nước dưới đất đảm bảo khai thác bền vững và không bị XNM. Sơ đồ vị trí các lỗ khoan khai thác dự kiến xem trên hình vẽ

Hình 5: Sơ đồ vị trí các lỗ khoan khai thác dự kiến TCN Holoxen vùng Ninh Thuận

(15)

Hình 6: Kết quả công cụ SOLVER trong EXCEL giải bài toán tối ưu lưu lượng khai thác tránh XNM

Nghiên cứu


Các thông số được đưa vào tính toán bao gồm:

Tọa độ của các lỗ khoan dự kiến thiết kế là LK1(1500;0); LK2(1600,270). Chiều dày TCN là lớp nước mặn d = 12 m. Lưu lượng đơn vị dòng thấm bên sườn là 0,7 m2/ng. Mô đun giá trị cung cấp thấm cho TCN là 0.001 m/ng. Chiều dài TCN là L = 3500 m. Hệ số thấm của TCN là 35 m/ng.

Kết quả sử dụng công cụ SOLVER trong EXCEL để giải bài toán quy hoạch tuyến tính là Q1 của LK1 là 152 m3/ng; Q2 của LK2 là 130 m3/ng

Hình 6 cũng cho thấy, thay đổi vị trí của các lỗ khoan khai thác đối với RGMN cũng là một giải pháp thay đổi lưu lượng khai thác cho phù hợp với nhu cầu.

5. Kết luậnKết quả nghiên cứu lựa chọn khai

thác tối ưu nhằm tránh XNM đối với các lỗ khoan khai thác nước dưới đất các TCN ven biển có thể rút ra một số kết luận như sau:

Khai thác nước dưới đất các TCN ven biển cần xem xét vấn đề XNM, tối ưu hóa lưu lượng khai thác đảm bảo lưu lượng khai thác bền vững là yêu cầu cấp thiết cho các công trình khai thác nước dưới đất trong các TCN ven biển.

Đối với các công trình khai thác nước dưới đất các TCN ven biển đang hoạt động, xem xét tính toán lại lưu lượng khai thác đảm bảo tránh XNM là rất cần thiết bởi sự thay đổi các yếu tố cung cấp thấm, dòng thấm bên sườn trong bối cảnh BĐKH. Đối với các công trình khai thác dự kiến, vị trí của các lỗ khoan khai thác đối với RGMN cũng như tính toán lưu lượng khai thác cho phù hợp với nhu cầu cấp nước là rất cần thiết.

Kết quả lựa chọn khai thác tối ưu nhằm tránh XNM đối với các lỗ khoan khai thác nước dưới đất các TCN ven biển vùng tỉnh Ninh Thuận phục vụ cấp nước cho cơ sở công cộng đã xác định được là Q1 của LK1 là 152 m3/ng; Q2 của LK2 là 130 m3/ng.

Lời cảm ơn: Nghiên cứu này là một phần sản phẩm đề tài cấp Nhà nước “Nghiên cứu các giải pháp khoa học, công nghệ hạn chế xâm nhập mặn đối với các TCN ven biển miền Trung trong bối cảnh BĐKH; ứng dụng thí điểm cho công trình cụ thể trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận” thuộc “Chương trình Khoa học và Công nghệ ứng phó với BĐKH, quản lý tài nguyên và môi trường” giai đoạn 2016 - 2020, Mã số BĐKH/16-20, chúng tôi xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO[1]. Nguyễn Quốc Dũng (2019). Nghiên cứu

xây dựng mô hình thu và lưu giữ nước phục vụ cấp nước sạch hiệu quả cho vùng khô hạn khan hiếm nước Ninh Thuận - Bình Thuận. Báo cáo tổng kết đề tài ĐLCNN, mã số ĐTĐL-CN.63/15.

[2]. Liên đoàn ĐCTV - ĐCCT miền Trung (2013). Lập bản đồ địa chất thuỷ văn tỷ lệ 1/50.000 các tỉnh Ninh Thuận và Bình Thuận. Lưu trữ Trung tâm Quy hoạch và Điều tra Tài nguyên nước Quốc gia.

[3]. Cục Quản lý tài nguyên nước (2009). Nghiên cứu mối quan hệ giữa các tầng, phức hệ chứa nước với tiềm năng tài nguyên nước và đề xuất giải pháp trữ nước và bổ sung nhân tạo NDĐ. Thí điểm áp dụng cho lưu vực sông Cái (Kinh Dinh) tỉnh Ninh Thuận. Lưu trữ Cục Quản lý Tài nguyên nước.

[4]. Phạm Qúy Nhân, Trần Văn An (2004). Tối ưu hóa các bãi giếng khai thác nước dưới đất bị suy thoái. Báo cáo khoa học Đại hội toàn quốc lần thứ 4 Hội Địa chất thủy văn Việt Nam nhiệm kỳ 2001 - 2005.

[5]. Đoàn 2F (1987). Báo cáo lập bản đồ ĐCTV - ĐCCT tỷ lệ 1/200.000 vùng Thanh Hóa - Vinh. Liên đoàn Quy hoạch và Điều tra tài nguyên nước miền Bắc.

[6]. Adrian D.Werner, Jame D.Ward, Leanne K.Morgan, Craig T.Simmons, Neville I.Robinson, and Micheal D.Teubner (2012). Vulnerability Indicators of Sea Water Intrusion. Ground Water, Vol. 50(1), pp. 48 - 58.

[7]. Aristotelis Mantoglou (2003). Pumping management of coastal aquifers using analytical models of saltwater intrusion. Water Resources Research, Vol. 39 No 12, 1335.


Nghiên cứu


KẾT HỢP SỬ DỤNG ẢNH VIỄN THÁM LANDSAT VÀ SENTINEL - 2 TRONG GIÁM SÁT BIẾN ĐỘNG BỜ BIỂN

KHU VỰC TỈNH QUẢNG NAMNguyễn Hải Đông1, Đỗ Thị Phương Thảo2,

Doãn Thị Thái Hòa1, Trần Thị Hiền1 1 Cục Viễn Thám Quốc gia

2 Trường Đại học Mỏ - Địa ChấtTóm tắtViễn thám ngày càng được sử dụng nhiều trong giám sát bờ biển khi cho phép

phát hiện xói lở hoặc bồi tụ một cách nhanh chóng hiệu quả trên phạm vi rộng. Bài báo sử dụng ảnh Landsat năm 2005, 2010 và ảnh Sentinel - 2 năm 2018 để chiết xuất, phân tích diễn biến đường bờ tại khu vực Quảng Nam trước và sau khi có các công trình ven bờ bằng phương pháp kết hợp giữa giá trị ngưỡng và tỉ số ảnh. Các ảnh viễn thám được xử lý độc lập và cho ra kết quả là hiện trạng đường bờ biển tại các thời điểm nói trên, tốc độ thay đổi đường bờ biển được tính toán từ các phương pháp thống kê có sẵn trong phần mở rộng DSAS (Digital Shoreline Analysis System) của công cụ GIS qua từng giai đoạn, từ đó đưa ra dự báo xu thế biến đổi đường bờ biển. Bờ biển tỉnh Quảng Nam luôn luôn có xu thế biến động xói lở - bồi tụ đan xen, tuy nhiên, quá trình xói lở diễn ra chủ yếu và phần bờ biển xói lở xảy ra mạnh nhất ở đoạn bờ thuộc phường Cửa Đại và xã Tam Hải.

Từ khóa: Sentinel - 2; GIS - DSAS; Biến động bờ biển; Quảng NamAbstract

Using Lansat and Sentinel - 2 remote sensing images in monitoring shoreline change in Quang Nam province

Remote sensing has been used widely in coastal monitoring. It helps to detect erosion or deposition on a large scale very effectively. This study uses 2005 and 2015 Landsat images and 2018 Seninel - 2 images to extract and analyze shoreline changes in Quang Nam before and after coastal works by a method of combining threshold values and image ratios method. Remote sensing images are processed independently to result in the current state of the coastline in 2005, 2015 and 2018. The speed of shoreline changing is calculated using the statistical methods available in the DSAS (Digital Shoreline Analysis System) of GIS extension tools. The results were then used to forecast the changing trends of coastal dynamic. The coast of Quang Nam province is always affected alternately by erosion and deposition, however, the erosion is the dominant process and is strongest in Cua Dai and Tam Hai areas.

Key words: Sentinel - 2; GIS- DSAS; Shoreline changes; Quang Nam


Hiện nay, các khu vực ven biển đều đang phải đối mặt với một hiện tượng là xói lở và bồi tụ, làm thay đổi ít nhiều đường bờ biển. Mặt khác, quá trình này

diễn ra thường xuyên, liên tục với cường độ ngày càng tăng, ảnh hưởng không nhỏ đến cuộc sống của dân cư ven biển cũng như các chính sách phát triển kinh tế xã hội của địa phương. Quảng Nam là một

Nghiên cứu


tỉnh ven biển thuộc vùng phát triển kinh tế trọng điểm miền Trung có chiều dài đường bờ biển trên 125 km. Với sự gia tăng nhanh về dân số, sự phát triển mạnh về công nghiệp, sự biến động, xung đột về sử dụng đất trên khu vực đã tạo ra nhiều áp lực cho môi trường tự nhiên vùng bờ nên khu vực này đang phải đối mặt với hiện tượng xói lở, bồi tụ nghiêm trọng, do đó đường bờ biển cũng có sự biến động mạnh mẽ [1, 2].

Công nghệ theo dõi biến động đường bờ được áp dụng rộng rãi nhất trên thế giới hiện nay vẫn là sử dụng ảnh viễn thám đa thời gian kết hợp với hệ thống thông tin địa lý (GIS), đây là phương pháp hiệu quả cho việc theo dõi và tính toán các biến động bờ biển và cũng được áp dụng phổ biến ở Việt Nam [3]. Xuejie Li và Michiel (2010) sử dụng ảnh Landsat và Spot theo phương pháp chiết xuất một kênh 5 duy nhất kết hợp với tỉ số ảnh giữa kênh 2 và 4, giữa kênh 2 và 5 cùng dữ liệu địa hình để phân tích sự thay đổi của đường bờ biển, đã kết luận rằng sự thay đổi lớn nhất ở vị trí của đường bờ biển theo thời gian xảy ra trong khu phát triển Nansha, nằm ở phía Bắc vịnh Lingdingyang giai đoạn 1960 đến 2000 [4]. Mới đây, Seynabou et al (2019) trình bày tổng quan đánh giá về các phương pháp xử lý hình ảnh được sử dụng để phát hiện đường bờ trong viễn thám, các tác giả sử dụng chủ yếu là ba phương pháp: phân ngưỡng, tổ hợp màu và tỉ lệ ảnh, hầu hết các phương pháp sử dụng dữ liệu ảnh Landsat cùng với các phần mềm thương mại [5]. Trần Văn Diện và nnk (2005) sử dụng phương pháp tổ hợp màu các kênh cận hồng ngoại của các ảnh vệ tinh thu tại các thời điểm khác nhau (MOS-1/MESSR, ADEOS/AVNIR, LANDSAT, ASTER, SPOT) kết hợp với điều tra thực địa để theo dõi diễn biến xói lở bờ biển và biến động cửa đầm phá Tam

Giang đã ghi nhận các vị trí cửa đầm phá và những biến động của nó từ năm 1979 đến 2005, có ý nghĩa quan trọng cho việc dự báo rủi ro do lũ và xâm nhập mặn cũng như những hậu quả khác [6]. Nguyễn Duy Khang, Lê Mạnh Hùng (2012) đã số hóa trực tiếp đường bờ từ ảnh vệ tinh Landsat TM và SPOT để đánh giá thực trạng xói lở bờ biển và suy thoái rừng phòng hộ khu vực Gò Công Đông, tỉnh Tiền Giang, sau đó chồng xếp để đánh giá biến động đường bờ [7]. Trịnh Lê Hùng và Vũ Danh Tuyên (2013) đã phân loại ảnh vệ tinh đa thời gian nhằm chiết tách thông tin nước - đất liền phục vụ đánh giá biến động đường bờ khu vực hồ Núi Cốc, tỉnh Thái Nguyên [8]. Năm 2017, Trần Văn Tình và Doãn Hà Phong đã sử dụng ảnh Landsat để xác định tốc độ xói lở, bồi tụ cho khu vực bờ biển mũi Cà Mau bằng phương pháp tỉ số ảnh và công cụ DSAS, kết quả đã chỉ ra được tốc độ và khoảng cách sạt lở hoặc bồi tụ tại các vị trí đường bờ biển có biến động [9]. Các phương pháp trên phần lớn chỉ sử dụng một loại ảnh vệ tinh quang học, có ưu điểm nhanh chóng xác định được đường bờ và độ biến động, tuy nhiên phương pháp phân ngưỡng và phân loại lại phụ thuộc vào độ chính xác kết quả phân loại và quá trình số hóa đường bờ.

Bài báo này nhằm mục đích giới thiệu việc sử dụng kết hợp ảnh vệ tinh Landsat (độ phân giải trung bình) và Sentinel - 2 (độ phân giải cao) trong giám sát biến động bờ biển tỉnh Quảng Nam bằng công cụ DSAS cho phép nâng cao độ chính xác xác định thông tin đường bờ phục vụ phân tích và dự báo các xu thế biến động.

2. Đặc điểm khu vực nghiên cứuQuảng Nam nằm trong tọa độ địa lí

14o54’-16o13’ vĩ độ Bắc và 107o3’-108o45’ kinh độ Đông, có diện tích tự nhiên là 10.438km2 và dân số là 1,46 triệu người.

Nghiên cứu


Hình 1: Vị trí địa lý tỉnh Quảng Nam

So với cả nước, Quảng Nam là tỉnh có diện tích tự nhiên lớn (thứ 6) và dân số đông (thứ 5) của cả nước; được chia thành 18 đơn vị hành chính gồm 16 huyện và 2 thành phố [1]. Vì vĩ độ tương đối thấp nên hàng năm nhận được lượng bức xạ phong phú, đồng thời, gần biển nên chịu sự tác động của nhiều yếu tố thời tiết khí hậu khác nhau như gió mùa Đông Bắc, Tây Nam và chịu tác động sâu sắc của biển Đông. Bên cạnh đó, sự phân hóa của địa hình cũng ảnh hưởng đến sự phân hóa tác động của các yếu tố trên, làm cho khí hậu có sự phân hóa theo mùa và phân hóa theo chiều Đông - Tây, phân hóa theo độ cao của địa hình [10].

Hàng năm bão, áp thấp tác động đến Quảng Nam năm nhiều đến 2 - 3 đợt, năm ít thì 1 đợt. Tốc độ gió trung bình 1,8 m/s ở Tam Kỳ và 1,3 m/s ở Trà My. Tốc độ gió mạnh nhất là từ tháng 5 - 11 ở Tam Kỳ và tháng 2 - 3 ở Trà My. Mưa bão kết hợp với địa hình dốc gây ra hiện tượng trượt, lở đất, lũ quét ở các huyện miền núi

và gây ngập lũ ở khu vực đồng bằng ven biển. Mực nước biển dâng và các tác động do biến đổi khí hậu đã và đang là mối đe dọa đối với sự tồn tại của phố cổ Hội An, Mỹ Sơn, các công trình phục vụ du lịch, hệ thống các bãi biển [10].

Quảng Nam có hai hệ thống sông lớn là hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn và hệ thống sông Tam Kỳ. Ngoài ra có hệ thống sông suối nhỏ, là phụ lưu của hai hệ thống sông trên như sông A Vương, sông Kôn, sông Bung, Đăk My; hệ thống khe, suối chằng chịt như sông Đắk Mét, suối Đăk Glon, Đăk Xa Oa,... Lưu lượng nước trên sông Thu Bồn tại trạm đo Thạnh Mỹ là 132 m3/s và sông Vu Gia tại trạm đo Nông Sơn là 289 m3/s qua hai thời kì 1980 - 2010 [1].

Tình trạng xói lở tại tỉnh Quảng Nam những năm gần đây diễn ra ngày càng nghiêm trọng nhất là vùng hạ lưu sông Vu Gia - Thu Bồn và khu vực bờ biển Cửa Đại (TP. Hội An). Vào đợt gió mùa Đông Bắc phần bờ biển thuộc đoạn này

Nghiên cứu


Bảng 1. Các ảnh sử dụng tại khu vực tỉnh Quảng NamTT Loại ảnh Tên cảnh ảnh Ngày chụp Năm tham chiếu1 Landsat5 LT05_L1TP_124049_20050310_01_T1 10/03/2005 20052 Landsat7 LE07_L1TP_124049_20100212_01_T1 12/02/2010 20103 Sentinel2 L1C_T48PZC_A004963_20180217T031916 17/02/2018 2018

Bảng 2. Đặc điểm ảnh vệ tinh Landsat 5 và Landsat 7Landsat 5 Landsat 7

Kênh Bước sóng (µm) Độ phân giải (m) Bước sóng (µm) Độ phân giải (m)1 - Blue 0,45 - 0,52 30 0,42 - 0,52 30

2 - Green 0,52 - 0,60 30 0,52 - 0,60 30 3 - Red 0,63 - 0,69 30 0,63 - 0,69 30 4 - NIR 0,76 - 0,90 30 0,77 - 0,90 30

5 - SWIR 1,55 - 1,75 30 1,55 - 1,75 30 6 - Thermal IR 10,40 - 12,50 120 10,40 - 12,50 60

7 - SWIR 2,08 - 2,35 30 2,08 - 2,35 30 8 - Panchromatic 0,52 - 0,90 15

Bảng 3. Đặc điểm ảnh vệ tinh Sentinel 2Kênh Bước sóng (µm) Độ phân giải (m)

1 – Coastal aerosol 0,421 - 0,457 602 - Blue 0,439 - 0,535 10

3 - Green 0,537 - 0,582 104 - Red 0,646 - 0,685 10

5 - VNIR 0,694 - 0,714 20

bị ảnh hưởng trực tiếp các tác động của sóng gây ra các hiện tượng xói lở - bồi tụ. Hiện tượng xói lở diễn ra mạnh mẽ hơn trong thời kỳ 2002 - 2017 khi bãi biển bị xói lở lớn nhất là 243,7 m; phần diện tích bị xói lở lên đến 38,94 m, đoạn chạy dọc theo đường Âu Cơ từ Cửa Đại về phía Đà Nẵng khoảng gần 2 km bị xói lở mạnh, nhiều đoạn bị lấn sâu vào đất liền có nơi tới hơn 100 m [1, 2, 3].

3. Dữ liệu và phương pháp nghiên cứu

3.1. Dữ liệuDữ liệu ảnh viễn thám sử dụng trong

nghiên cứu là Landsat 5, Landsat 7 và Sentinel 2 (Bảng 1), các ảnh đã được nắn chỉnh và theo hệ qui chiếu WGS - 84 UTM, áp dụng cho múi 48. Các ảnh đều được chụp vào thời điểm gần nhau trong năm, chất lượng ảnh rất tốt và ít bị ảnh hưởng bởi mây, sương mù.

Nguồn dữ liệu ảnh Landsat thu thập từ trang web của Cơ quan địa chất Hoa Kỳ (USGS) (http://edcsns17.cr.usgs.gov/EarthExplorer/), Vệ tinh Landsat 5 mang bộ cảm biến TM (Thematic Mapper), ảnh Landsat TM bao gồm 7 kênh phổ, trong đó có 6 kênh đa phổ với độ phân giải không gian 30 m và 1 kênh hồng ngoại nhiệt (kênh 6) ở độ phân giải không gian 120 m, chu kỳ lặp lại là 16 ngày. Vệ tinh Landsat 7 với bộ cảm biến ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus). So với ảnh Landsat TM, ảnh Landsat ETM+ có thêm 1 kênh toàn sắc (kênh 8) ở độ phân giải không gian 15 m. Kênh hồng ngoại nhiệt (kênh 6) có độ phân giải không gian 60 m (Bảng 2).

Nguồn dữ liệu ảnh Sentinel - 2 được thu thập từ website của Cơ quan Không gian Châu Âu (ESA) https://scihub.copernicus.eu. Đây là vệ tinh gắn thiết bị thu nhận ảnh đa phổ với 13 kênh phổ có độ phân giải không gian từ 10 m đến 60 m (Bảng 3).

http://edcsns17.cr.usgs.gov/EarthExplorer/

http://edcsns17.cr.usgs.gov/EarthExplorer/

https://scihub.copernicus.eu

https://scihub.copernicus.eu

Nghiên cứu


6 - VNIR 0,731 - 0,749 207 - VNIR 0,768 - 0,796 208 - NIR 0,767 - 0,908 10

8a - Narrow NIR 0,848 - 0,881 209 - Water vapour 0,931 - 0,958 60

10 - SWIR - Cirrus 1,338 - 1,414 6011 - SWIR 1,539 - 1,681 2012 - SWIR 2,072 - 2,312 20

3.2. Phương pháp nghiên cứu

3.2.1. Kết hợp phân tích giữa giá trị ngưỡng và ảnh tỷ số chiết tách đường bờ

Ưu điểm của phương pháp kết hợp này là loại bỏ nhiễu do vùng nghiên cứu có độ phủ thực vật cao và nhiễu do vùng sóng vỡ. Ở các kênh ảnh thuộc dải sóng hồng ngoại, nước có khả năng hấp thụ phần lớn năng lượng bức xạ chiếu tới nên năng lượng phản xạ gần như bằng 0, trong khi khả năng phản xạ của thực vật và đất lại rất mạnh. Do vậy, trong các kênh phổ của ảnh đa phổ Landsat, kênh hồng ngoại giữa được sử dụng hiệu quả nhất trong xác định giá trị ngưỡng để phân biệt giữa ranh giới giữa nước và đất liền [9, 11].

Phương pháp tỷ lệ kênh ảnh do Alesheikh đề xuất là sự phát triển từ phương pháp tỉ lệ ảnh Winasor sử dụng thêm kết quả phân ngưỡng ở kênh hồng ngoại giữa, giúp nâng cao độ chính xác khi chiết tách thông tin đường bờ [11]. Theo Alesheikh, sau khi xác định phổ phản xạ bề mặt, giá trị phản xạ ở kênh GREEN, kênh NIR và kênh SWIR dùng để xác định các ảnh tỉ lệ thông qua kênh 2/ kênh 4 với ảnh Landsat (kênh 3/ kênh 8 với ảnh Sentinel - 2) để tách đất và nước, tiếp theo tỉ lệ kênh 2/ kênh 5 (kênh 3/ kênh 11 với ảnh Sentinel - 2) được áp dụng nhằm tách các đối tượng khác ngoài đất và nước ở những vùng bờ biển rộng lớn [3, 7, 9, 11], gán các pixel có giá trị lớn hơn 1 trên các ảnh tỉ lệ đại diện cho đối tượng nước và các pixel có giá trị nhỏ hơn 1 thể hiện khu vực đất liền. Alesheikh khẳng định áp dụng phương

pháp này, bờ biển có thể được chiết xuất với độ chính xác cao hơn nếu mục đích là khai thác đường bờ biển nhanh chóng [11].

3.2.2. Phân tích đường bờSau khi xác định được bờ biển, việc

tính toán giá trị biến động bờ biển được thực hiện bằng DSAS, phần mở rộng của ArcGIS. Trong DSAS có nhiều phương pháp tính toán thống kê khác nhau, như phương pháp tính biến động thông qua điểm đầu - điểm cuối (End - Point Rate), phương pháp tính tốc độ trung bình AOR (Average Of Rate), phương pháp hồi quy tuyến tính (Linear Regression), phương pháp gập gãy (Jack - Knife Rate),...tùy theo chất lượng và số lượng đường bờ để chọn phương pháp thống kê phù hợp nhất. Dựa trên dữ liệu thu thập được, phương pháp tính biến động thông qua điểm đầu - điểm cuối (EPR) được chọn để phân tích kết quả cho nghiên cứu này. Giá trị EPR được tính theo công thức (1).

EPR= Khoảng cách biến động / Tổng thời gian theo dõi biến động (1)

trong đó khoảng cách biến động là khoảng cách giữa 2 đường bờ biển, tổng thời gian theo dõi biến động là khoảng thời gian giữa thời điểm có đường bờ cũ nhất và mới nhất.

Công việc tính toán và phân tích đường bờ được tiến hành như sau:

1. Xác định đường chuẩn (baseline) và các đường bờ biển (shoreline)

2. Tạo các tuyến cắt ngang vuông góc bờ (transect)

3. Tính toán biến động bờ biển.

Nghiên cứu


4. Kết quả và thảo luận4.1. Chiết xuất đường bờKhu vực nghiên cứu được chia thành

3 khu vực nhỏ. Khu vực 1 bắt đầu từ xã Điện Ngọc đến Bắc Cửa Đại, khu vực 2 từ Nam Cửa Đại đến Bắc Cửa Lở, khu vực 3 từ Nam Cửa Lở đến hết xã Tam Nghĩa (Hình 2).

Hình 2: Phân đoạn khu vực nghiên cứuTrước tiên, cần xác định giá trị ngưỡng

trên kênh ảnh 5 (hồng ngoại giữa) để phân

biệt giữa nước và đất liền, xác định dựa vào phân tích histogram và chuyển ảnh về ảnh nhị phân theo nguyên tắc Pixel nước được gán là “1” và các pixel đất bằng “0” gọi là “ảnh 1” (Hình 3). Sau đó, sử dụng ảnh tỉ số kênh 2/ kênh 4 (Landsat 5 TM, Landsat 7 ETM+) để phân loại đất và nước (Hình 4), ảnh tỉ số kênh 2/ kênh 5 (Landsat 5 TM, Landsat 7 ETM+) dùng để tách vùng bờ không có thực vật (đối với ảnh Sentinel - 2, sử dụng 3 kênh ảnh là kênh 3, kênh 8, kênh 11 để tạo các ảnh tỷ số kênh 3/ kênh 8, kênh 3/ kênh 11). Trên các ảnh tỉ số này, gán vùng nước là các vùng có giá trị lớn hơn 1, những pixel có giá trị nhỏ hơn 1 thuộc đất liền (Hình 5). Để nâng cao độ chính xác, hai ảnh tỉ số này được tích hợp để tạo ra một ảnh tỉ số mới nhằm bổ sung thông tin cho nhau gọi là “ảnh 2”. Nhân ảnh 1 với ảnh 2 và tiến hành lọc nhiễu nhằm loại bỏ các đối tượng không cần thiết trên ảnh để tạo “ảnh 3”. Sử dụng ảnh 3 để chiết tách tự động, nhằm xác định vị trí, hình thái đường bờ biển tại thời điểm chụp ảnh (Hình 6).

2005 2010 2018

Hình 3: Ảnh sau phân ngưỡng kênh 5 và chuyển về ảnh nhị phân

2005 2010 2018

Hình 4: Các ảnh tỉ số kênh2/kênh 4 phân loại giữa đất và nước

Nghiên cứu


2005 2010 2018

Hình 5: Các ảnh tỉ số kênh2/kênh 5 tách vùng bờ không có thực vật

2005 2010 2018

Hình 6: Ảnh chiết tách đường bờ khu vực nghiên cứu

4.2. Quá trình biến động bờ biển khu vực tỉnh Quảng Nam giai đoạn từ 2005 - 2018

Đường bờ khu vực bờ biển tỉnh Quảng Nam các năm 2005, 2010, 2018 được chồng xếp để đánh giá biến động. Kết quả chồng xếp được trình bày trên Hình 7.

Hình 7: Sự biến động đường bờ giữa các năm 2005, 2010 và 2018

Nghiên cứu


Tình trạng xói lở tại tỉnh Quảng Nam những năm gần đây diễn ra ngày càng nghiêm trọng nhất là vùng hạ lưu sông Vu Gia - Thu Bồn và khu vực bờ biển Cửa Đại (TP. Hội An). Vào thời kỳ gió mùa Đông Bắc phần bờ biển thuộc đoạn này bị ảnh hưởng trực tiếp các tác động của sóng gây ra các hiện tượng xói lở - bồi tụ. Hiện tượng xói lở diễn ra mạnh mẽ trong cả 3 thời kỳ từ 2005 - 2010 - 2018 khi bãi biển bị xói lở lớn nhất là 702,01 m; phần diện tích bị xói lở lên đến 48,27 ha. Đoạn bờ kè xen kẽ

các công trình kè của các Resort ven biển chạy dọc theo đường Âu Cơ từ Cửa Đại về phía Đà Nẵng khoảng gần 2 km bị xói lở mạnh, nhiều đoạn bị lấn sâu vào đất liền có nơi tới hơn 100 m. Phần bờ biển từ phía Nam Cửa Đại đến bãi biển Tam Thanh - TP.Tam Kỳ thuộc dạng bờ biển tích tụ - xói lở. Đoạn bờ biển này trước đây cũng từng bị xói lở nhưng với cường độ thấp. Kể từ sau khi có bờ kè biển xã Tam Thanh đến nay thì bãi biển có xu hướng ổn định và đường bờ biển được mở rộng ra phía biển (Bảng 4).

Bảng 4. Diện tích xói lở, bồi tụ giai đoạn 2005 - 2018Đơn vị: m/năm

ĐoạnXói lở (m) Bồi tụ (m) Diện tích (ha)

Lớn nhất Nhỏ nhất Lớn nhất Nhỏ nhất Xói lở Bổi tụXã Điện Ngọc - Bắc Cửa Đại 281,5 6,08 74,6 5,0 29,17 25,43Nam Cửa Đại - Bắc Cửa Lở 702,01 0,52 734,7 0,96 48,27 53,19Nam Cửa Lở - xã Tam Nghĩa 455,33 1,82 848,43 0,23 34,05 60,23

Giai đoạn 2005 - 2010 (Bảng 5), từ xã Điện Ngọc đến Bắc Cửa Đại quá trình bồi xói diễn ra đan xen. Tuy nhiên, đoạn khu Resort, bài tắm Trà My xã Điện Dương thuộc huyện Điện Bàn, bãi tắm An Bàng phường Cẩm An, bãi tắm Cửa Đại phường Cửa Đại - TP. Hội An (phía Bắc Cửa Đại) chủ yếu là xói lở, có chỗ xói lở lớn nhất lên đến 127,3 m, diện tích xói lở trong giai đoạn này là 29,53 ha, Trong khi đó diện tích bồi tụ chỉ là 14,64 ha.

Tại Duy Xuyên (phía Nam Cửa Đại), khu vực đầu xã Duy Hải trong giai đoạn này chủ yếu là xói lở, chỗ bị xói lớn nhất lên đến 359,8 m. Tuy nhiên, đoạn tiếp

theo đến bắc Cửa Lở thì quá trình bồi tụ diễn ra đan xen, nhưng chủ yếu vẫn là xói lở. Đặc biệt, tại bãi tắm Tam Thanh, xã Tam Thanh thành phố Tam Kỳ và bãi tắm Tam Tiến, xã Tam Tiến huyện Núi Thành đường bờ ở trạng thái tương đối ổn định.

Đoạn từ Nam Cửa Lở đến xã Tam Nghĩa, tại Cửa Lở, xã Tam Hải thuộc huyện Núi Thành, quá trình bồi lở diễn ra mạnh mẽ hơn, có chỗ xói lên đến 321,25 m, xong bồi tụ có chỗ lên đến 183,95 m. Đoạn xã Tam Giang, khu du lịch sinh thái xã Tam Nghĩa huyện Núi Thành chủ yếu là bồi tụ.

Bảng 5: Diện tích xói lở, bồi tụ giai đoạn 2005 - 2010Đơn vị: m/năm

ĐoạnXói lở (m) Bồi tụ (m) Diện tích (ha)

Lớn nhất Nhỏ nhất Lớn nhất Nhỏ nhất Xói lở Bổi tụxã Điện Ngọc - Bắc Cửa Đại 127,3 2,58 9,5 3,6 29,53 14,64Nam Cửa Đại - Bắc Cửa Lở 359,7 0,37 99,19 1,26 41,66 8,3Nam Cửa Lở - xã Tam Nghĩa 321,25 1,24 183,95 1,23 18,19 32,20

Nghiên cứu


Giai đoạn 2010 - 2018 (Bảng 6): Đoạn từ xã Điện Ngọc đến Bắc Cửa Đại: Tại xã Điện Ngọc đường bờ bị xói hoàn toàn. Tuy nhiên, đoạn khu Resort, bài tắm Trà My xã Điện Dương thuộc huyện Điện Bàn, bãi tắm An Bàng phường Cẩm An được bồi tụ, đến bãi tắm Cửa Đại phường Cửa Đại - TP. Hội An (phía Bắc Cửa Đại) chủ yếu là xói lở, có chỗ xói lở lớn nhất lên đến 473,6 m, diện tích xói lở trong giai đoạn này là 22,19 ha, Trong khi đó diện tích bồi tụ chỉ là 13,57 ha.

Đoạn từ Nam Cửa Đại đến Bắc Cửa Lở: Tại Duy Hải thuộc huyện Duy Xuyên bị xói mạnh, có chỗ bị xói lên đến 542,64 m. Tuy nhiên, đoạn tiếp theo đến Bắc Cửa Lở thì quá trình bồi tụ diễn ra đan xen, nhưng chủ yếu vẫn là xói lở. Tại bãi tắm Tam Thanh, xã Tam Thanh thành phố

Tam Kỳ đường bờ ở trạng thái tương đối ổn định. Bãi tắm Tam Tiến, xã Tam Tiến huyện Núi Thành đường bờ có chỗ bồi tụ, có đoạn xói lở. Tại xã Tam Hải huyện Núi Thành phía Bắc Cửa Lở hiện tượng bồi tụ diễn ra mạnh mẽ, có chỗ lên tới 828,93 m. Nhìn chung, ở giai đoạn này đoạn bờ biển này có xu hướng xói lở là chủ yếu.

Đoạn từ Nam Cửa Lở đến xã Tam Nghĩa: tại Cửa Lở xã Tam Hải thuộc huyện Núi Thành, trong khi phía ở Bắc Cửa Lở hiện tượng bồi tụ diễn ra mạnh mẽ thì ở phía Nam Cửa Lở hiện tượng xói lở diễn ra tương đối khốc liệt, có chỗ bị xói lên đến 289,74 m, đặc biệt đây là điểm tập trung đông dân cư. Đoạn xã Tam Giang có chỗ bồi lên đến 349,63 m, còn đoạn thuộc xã Tam Nghĩa huyện Núi Thành chủ yếu là bồi tụ.

Bảng 6. Diện tích xói lở, bồi tụ giai đoạn 2010 - 2018Đơn vị: m/năm

Đoạn Xói lở (m) Bồi tụ (m) Diện tích (ha)Lớn nhất Nhỏ nhất Lớn nhất Nhỏ nhất Xói lở Bổi tụ

xã Điện Ngọc - Bắc Cửa Đại 473,6 5,03 54,7 1,86 22,19 13,57Nam Cửa Đại - Bắc Cửa Lở 542,64 0,25 828,93 0,65 45,57 32,70Nam Cửa Lở - xã Tam Nghĩa 289,74 1,81 349,63 0,12 12,07 42,25

Mức độ bồi xói trung bình hàng năm (Bảng 7) của các đoạn bờ cho thấy trong 3 đoạn, có 2 đoạn có xu hướng xói (đoạn 1 và đoạn 2), 1 đoạn có xu hướng bồi (đoạn 3).

- Đoạn 1 (Đoạn từ xã Điện Ngọc - Bắc Cửa Đại), tốc độ bồi tụ trung bình hàng năm là 1,86 m/năm, tốc độ xói lở là 9,31 m/năm cho thấy xu hướng xói lở có sự tuyến tính tăng qua các năm. Khu vực có tốc độ xói vào mạnh nhất khoảng 18,6 m/năm, thấp nhất là 0.02 m/năm. Bên cạnh đó, còn có những đoạn được bồi tụ. Nhìn chung, đoạn 1 có xu hướng xói lở.

- Đoạn 2 (từ Nam Cửa Đại - Bắc Cửa Lở. Khu vực xói lở lớn nhất có tốc độ xói 58,64 m/năm, thấp nhất là 0,05 m/năm. Bên cạnh đó, khu vực có những

đoạn được bồi tụ. Tốc độ bồi tụ lớn nhất là 48,98 m/năm, nhỏ nhất là 0,04 m/năm.

- Đoạn 3 (từ Nam Cửa Lở - xã Tam Nghĩa). Tốc độ bồi tụ trung bình hàng năm là 28,27 m/năm, tốc độ xói lở là 15,17 m/năm cho thấy xu hướng bồi tụ có sự tuyến tính tăng qua các năm. Nhưng khu vực bồi tụ nhiều nhất có tốc độ bồi khá lớn 56,55 m/năm, ít nhất là 0,01 m/năm. Bên cạnh đó, khu vực cũng có những vùng xói lở với tốc độ khá lớn. Tốc độ xói lở lớn nhất là 30,35 m/năm, nhỏ nhất là 0,02 m/năm. Qua đó, ta thấy đoạn này có mức độ bồi tụ khá lớn.

Nghiên cứu


4.3. Dự báo xu thế biến động bờ biển Quảng Nam

Nhìn chung, bờ biển tỉnh Quảng Nam luôn luôn có xu thế biến động xói lở - bồi tụ đan xen giữa các mùa trong năm. Quá trình xói lở thường diễn ra mạnh khi xảy ra các trận bão đổ bộ vào bờ biển Quảng Nam. Đặc biệt, trong những năm gần đây quá trình xói lở diễn ra với tần suất liên tục với cường độ mạnh và mức độ ngày càng khốc liệt.

Đoạn bờ biển từ xã Điện Ngọc đến phường Cửa Đại, đoạn bờ biển này xảy ra quá trình xói lở - bồi tụ đan xen; tuy nhiên, quá trình xói lở diễn ra chủ yếu và phần bờ biển xói lở xảy ra mạnh nhất ở đoạn bờ biển thuộc phường Cẩm An và phường Cửa Đại (TP. Hội An) - nơi đã từng diễn ra tình trạng xói lở vào tận chân các khu Resort và xâm thực mạnh vào bãi biển Hội An.

Đoạn đường bờ sông - biển phía Nam Cửa Đại tại đoạn bờ thuộc xã Duy Nghĩa và Duy Hải (huyện Duy Xuyên), còn đoạn bờ tại thôn An Lương xã Duy Hải (đoạn đầu phía Nam Cửa Đại) vẫn bị xói lở mạnh trong giai đoạn nghiên cứu từ 2005 - 2018.

Đoạn bờ biển phía Nam Cửa Đại (bờ biển xã Duy Hải), trong những năm gần đây có xu thế biến động bồi tụ bờ biển là chủ yếu.

Đoạn bờ biển kéo dài từ bãi biển Bình Minh (huyện Thăng Bình), bãi biển Tam Thanh (TP. Tam Kỳ) đến bãi biển xã Tam Tiến cho đến giáp xã Tam Hải (huyện Núi Thành) có quá trình bồi tụ - xói lở đan

xen nhau với cường độ thấp; phần bờ biển phía Bắc bãi biển được mở rộng nhờ có đoạn bờ kè biển đã được xây dựng. Phần bờ biển phía Nam tỉnh cũng chỉ xảy ra biến động bờ biển nhỏ với quá trình bồi tụ - xói lở đan xen và xói lở thường xảy ra vào mùa gió Đông Bắc. Giai đoạn năm 2010 - 2018 bờ biển này đang có xu thế bồi tụ trở lại do dòng vận chuyển vật liệu gần bờ cũng như quá trình tích tụ vật liệu tại mũi Cửa Lở.

Đoạn bờ phía Đông Nam cửa sông Trường Giang (phía trong Cửa Lở thuộc xã Tam Hải), đây là đoạn bờ biển có quá trình xói lở và bồi tụ phức tạp do sự chi phối của chế độ dòng chảy sông - biển. Quá trình xói lở chiếm ưu thế và diễn ra thường xuyên.

Đoạn bờ biển xã Tam Quang (huyện Núi Thành) cho đến ranh giới với tỉnh Quảng Ngãi, đoạn bờ biển này xảy ra quá trình bồi tụ và chủ yếu xảy ra ở phần bờ biển thuộc xã Tam Nghĩa (huyện Núi Thành).

5. Kết luận và kiến nghịPhương pháp tỷ lệ kênh ảnh

Alesheikh và phương pháp xác định biến động EPR hoàn toàn phù hợp đối với giám sát, phân tích biến động đường bờ biển Quảng Nam. Các nguồn ảnh vệ tinh thế hệ mới như Sentinel - 2 có thể kết hợp với ảnh Landsat cũng thể hiện tính ưu việt và tiềm năng trong nghiên cứu biến động bờ biển, do vậy việc ứng dụng công nghệ viễn thám kết hợp GIS trong giám sát biến động bờ biển cần được sớm triển

Bảng 7. Tốc độ thay đổi đường bờ giai đoạn 2005 - 2018Đơn vị: m/năm

Đoạn Thay đổi lớn nhất Thay đổi nhỏ nhất Trung bìnhBồi tụ Xói lở Bồi tụ Xói lở Bồi tụ Xói lở

xã Điện Ngọc - Bắc Cửa Đại 3.71 18,6 0,02 0,02 1,86 9,31Nam Cửa Đại - Bắc Cửa Lở 48,98 58,64 0,04 0,05 24,51 29,34Nam Cửa Lở - xã Tam Nghĩa 56,55 30,35 0,01 0,02 28,27 15,17

Nghiên cứu


khai trong thực tế của các tỉnh có biển như Quảng Nam.

Bờ biển Quảng Nam không xảy ra hiện tượng xói lở hay bồi tụ liên tục cho một khu vực xác định mà có thể nói đường bờ “ổn định động”, nghĩa là có hiện tượng xói đoạn bờ này thì lại bồi tụ lại vào thời điểm khác theo chu kỳ biến đổi của thời tiết.

Từ các kết quả thu được, cần tiếp tục giám sát, nghiên cứu và đánh giá biến động đường bờ biển Quảng Nam trong thời gian tới để có thể kịp thời đề xuất các giải pháp phòng chống xói lở cũng như có các biện pháp ngăn chặn những hành vi ảnh hưởng đến an toàn hành lang bờ biển nói chung.

Lời cảm ơn: Bài báo đã sử dụng tư liệu và một số kết quả của đề tài cấp Bộ “Nghiên cứu ứng dụng ảnh viễn thám quang học độ phân giải cao kết hợp ảnh siêu cao tần hỗ trợ công tác bảo vệ bờ biển: thử nghiệm tại tỉnh Quảng Nam”, mã số TNMT.2018.08.04.

TÀI LIỆU THAM KHẢO[1]. Cục Thống kê Quảng Nam (2015).

Niên giám thống kê.[2]. Lê Đình Mầu (2014). Đặc điểm xói

lở, bồi tụ tại dải ven biển Quảng Nam. NXB Khoa học tự nhiên và công nghệ.

[3]. Huỳnh Văn Chương, Trần Huy Cương, Phạm Gia Tùng (2014). Ứng dụng viễn thám và GIS đánh giá sự biến đổi địa hình bờ biển khu vực Núi Thành, tỉnh Quảng Nam giai đoạn 2000 - 2013. Kỷ yếu hội thảo Ứng dụng GIS toán quốc 2014, trang 1 - 8.

[4]. Xuejie Li, Michiel C.J. Damen (2010). Coastline change detection with satellite remote sensing for environmental management of the Pearl River Estuary, China. Journal of Marine Systems 82, S54–S61, doi:10.1016/j.jmarsys.2010.02.00.

[5]. Seynabou Toure, Oumar Diop, Kidiyo Kpalma and Amadou Seidou Maiga

(2019). Shoreline Detection using Optical Remote Sensing: A Review. International Journal of Geo-Information, 8, 75; doi:10.3390/ijgi8020075.

[6]. Trần Văn Điện, Trần Đình Lân, Trần Đức Thạnh, Nguyễn Văn Thảo, Đỗ Thu Hương (2005). Ứng dụng viễn thám giám sát xói lở bờ biển và biến động cửa đầm phá Tam Giang, Cầu Hai. Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về đầm phá Thừa Thiên Huế, trang 277 - 287.

[7]. Nguyễn Duy Khang, Lê Mạnh Hùng (2012). Thực trạng xói lở bờ biển, suy thoái rừng phòng hộ và xu thế diễn biến đường bờ khu vực ven biển Gò Công Đông, tỉnh Tiền Giang. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Thủy lợi.

[8]. Trịnh Lê Hùng, Vũ Danh Tuyên (2013). Nghiên cứu phương pháp xác định biến động đường bờ dựa trên kết quả phân loại ảnh viễn thám đa thời gian. Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường, số 01, trang 42 - 47.

[9]. Trần Văn Tình, Doãn Hà Phong (2017). Sử dụng ảnh viễn thám và GIS nghiên cứu biến động đường bờ biển khu vực mũi Cà Mau. Tạp chí Khí tượng thủy văn số tháng 12, 2017.

[10]. Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quảng Nam (2012). Báo cáo đặc điểm khí hậu thủy văn Quảng Nam giai đoạn 1980 - 2010.

[11]. Alesheikh A. A., Ghorbanali A., Nouri N. (2007). Coastline change detection using remote sensing. Int. J. Environ. Sci. Tech., 4 (1): 61-66, ISSN: 1735 - 1472.


Nghiên cứu


NÂNG CAO KHẢ NĂNG QUANG XÚC TÁC CỦA VẬT LIỆU G-C3N4 PHA TẠP VANADI BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHUẤY NHIỆT

Lâm Thị Hằng1, Phạm Mạnh Cường2, Lê Thị Mai Oanh2, Đỗ Danh Bích2, Nguyễn Văn Minh2

1Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội, 2Trung tâm Khoa học và Công nghệ Nano, trường Đại học Sư phạm Hà Nội

Tóm tắtTrong nghiên cứu này, chúng tôi giới thiệu một phương pháp đơn giản để chế tạo

vật liệu g-C3N4 pha tạp Vanadi (V) và nghiên cứu cấu trúc, tính chất vật lí và khả năng quang xúc tác bằng cách sử dụng các công nghệ khác nhau. Kết quả phân tích giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) của các mẫu đã cho thấy có ảnh hưởng nhất định của việc pha tạp V đến cấu trúc của vật liệu chủ g-C3N4. Tuy nhiên ảnh hưởng của việc pha tạp V lên tính chất dao động không thể hiện rõ qua phổ hấp thụ hồng ngoại FTIR. Kết quả phổ UV-vis cho thấy bờ hấp thụ cơ bản có xu hướng dịch về phía bước song dài khi nồng độ pha tạp tăng lên. Kết quả quang xúc tác chỉ ra rằng khả năng quang xúc tác của vật liệu g-C3N4 được tăng cường mạnh mẽ khi pha tạp V. Hiệu suất quang xúc tác tăng đáng kể trong tất cả các mẫu pha tạp V, trong đó mẫu g-C3N4 pha tạp 7% mol V đã khử gần như 100% RhB trong 40 phút chiếu sáng. Nó mạnh gấp 2 lần so với hiệu suất quang xúc tác của g-C3N4 tinh khiết trong 40 phút chiếu sáng đầu.

Từ khóa: Khả năng quang xúc tác; Hiệu suất; Tái tổ hợp; Tấm nanoAbstract

Enhancing photocatalytic ability of Vanadium-doped g-C3N4 nanosheets using heat-stirring method

This paper introduces a simple thermal-assisted method to synthesize Vanadium-doped Graphitic carbon nitride (V doped g-C3N4) and the investigation on their structure, physical properties and photocatalytic ability using different techniques. The results of X-ray diffraction patterns (XRD) show the impact of V-doping on the structure of host materials. However, the effect of V-doping on oscillate properties doesn’t show strongly through Fourier transform infrared (FTIR) spectra. The results of UV-vis spectroscopy show that the basic absorption edge of material tends to shift towards the long wave length as the concentration of doping increases. Photocatalytic results indicate that V-doping enhances the photocatatytic activity of g-C3N4 significantly. Photocatalytic efficiency increased remarkably in all V-doped samples in which 7mol % V-doped g-C3N4 degraded almost 100% RhB in the solution in 40 minutes of light exposure. This is 6 times stronger than the photocatalytic performance of pure g-C3N4.

Keywords: Photocatalytic activity; Efficiency; Recombination; Nanosheets.

1. Mở đầuCông cuộc tìm kiếm các nguồn nhiên

liệu thay thế nhiên liệu hóa thạch, vật liệu quang xúc tác xử lí ô nhiễm môi trường nước hay môi trường không khí đã và đang được coi là xu thế tất yếu của ngành

khoa học trong bối cảnh khan hiếm nhiên liệu hóa thạch và tình trạng ô nhiễm môi trường sống nặng nề trên trái đất. Các tham số quan trọng cho việc nghiên cứu vật liệu là chế tạo đơn giản, giá thành rẻ, không độc hại và thân thiện với môi

Nghiên cứu


trường, bền cơ nhiệt và hóa học, hiệu suất cao và tận dụng được nguồn năng lượng từ ánh sáng mặt trời. Trong một vài thập niên gần đây, TiO2 đã là vật liệu được quan tâm nhiều nhất vì nó đáp ứng hầu hết các tiêu chí trên chỉ trừ tiêu chí cuối cùng là ít tận dụng được ánh sáng mặt trời vì độ rộng vùng cấm của TiO2 quá lớn (3.2 eV) [1]. Tuy nhiên gần đây, dựa trên việc sở hữu đồng thời một vài đặc tính ưu việt, vật liệu g-C3N4 nổi lên như một ứng cử viên sáng giá hơn so với TiO2. Đầu tiên, g-C3N4 là loại vật liệu 2D có cấu trúc xếp lớp giống như than chì, do đó hình thái hạt của nó ở dạng các phiến mỏng, diện tích bề mặt rất lớn thuận lợi cho các phản ứng xúc tác quang. Cũng nhờ đặc tính cấu tạo tinh thể, vật liệu có độ xốp rất cao. Thứ hai, vật liệu này có độ rộng vùng cấm nhỏ hơn so với TiO2 (chỉ cỡ 2,7 eV) [2] nên sử dụng một cách hiệu quả nguồn năng lượng mặt trời. Thứ ba, có thể cải thiện hiệu suất quang xúc tác của g-C3N4 một cách hiệu quả bằng nhiều phương pháp đơn giản khác nhau như pha tạp kim loại chuyển tiếp (như Fe [3], Cu [4], Zn [5],...), phủ các hạt nano kim loại có tính dẫn điện tốt lên trên bề mặt (như Au [6], Ag [7], Pt [8]) hay tạo composite với các bán dẫn có hiệu suất quang xúc tác cao khác như ZnO [9], TiO2 [10], Bi2WO6 [11],...

Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả chọn biện pháp pha tạp nguyên tố kim loại Vanadi (V) vào vật liệu g-C3N4 nhằm tạo các tâm bắt điện tử, từ đó làm giảm tốc độ tái hợp của cặp điện tử - lỗ trống, nâng cao hiệu suất quang xúc tác của vật liệu g-C3N4.

2. Thực nghiệmĐiều chế g-C3N4: Vật liệu g-C3N4

được tổng hợp bằng phương pháp nhiệt phân Urê như sau: 10 g Urê được nung nóng ở 550oC trong 2 h trong môi trường

không khí. Sản phẩm thu được có màu vàng xốp gọi là các nanosheets g-C3N4 (các tấm nano g-C3N4).

Điều chế g-C3N4 pha tạp V: Đầu tiên cho 0,5 g g-C3N4 vào trong 50 ml nước cất và sau đó khuấy từ trong 30 phút và rung siêu âm trong 1 h được dung dịch A (CN). Cân một lượng thích hợp V (Vanidi) theo tỉ lệ 0%, 3%, 5%, 7%, 10% (tỉ lệ phần trăm theo số mol) cho vào dung dịch A, khuấy từ trong 12 giờ, gia nhiệt ở 90oC ta được dung dịch B. Cho dung dịch B vào ống li tâm, quay li tâm ở khoảng 5000 rpm trong 10 phút, sau đó dùng pipet rút hết phần dung dịch trong phía trên. Tiến hành lọc rửa liên tiếp 3 lần lần lượt với dung môi ethenol, dung môi methenol, dung môi acetone. Cuối cùng sấy khô mẫu ở 100oC trong khoảng 3 giờ được mẫu g-C3N4 pha tạp V (Vanidi) theo tỉ lệ 0%, 3%, 5%, 7%, 10%. Các mẫu thu được được kí hiệu tương ứng là CN, VCN-3, VCN-5, VCN-7, VCN-10.

Thí nghiệm quang xúc tác: Cho 0,06 g mẫu vào 30 ml H2O, khuấy từ trong vòng 30 phút ở nhiệt độ phòng ta được dung dịch A. Cho dung dịch A vào 30 ml RhB được dung dịch B, khuấy từ dung dịch B trong điều kiện không có ánh sáng trong vòng 30 phút để đạt đến trạng thái hấp phụ bão hòa. Tiến hành lấy mẫu 2 lần trong thời gian khuấy tối (lần 1: 10 phút, lần 2: 30 phút). Đặt dung dịch B dưới đèn Xenon, khuấy từ trong vòng 60 phút ở nhiệt độ phòng. Lấy mẫu 6 lần trong thời gian khuấy sáng, cứ 10 phút lấy mẫu 1 lần. Li tâm các mẫu ít nhất 2 lần để loại bỏ bột g-C3N4 pha tạp, thu được dung dịch RhB đã qua xử lí. Dung dịch RhB thu được đem kiểm tra nồng độ bằng phép đo phổ truyền qua trên máy Jassco L1 - tại phòng thí nghiệm của Trung tâm Khoa học và Công nghệ Nano, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội.

Nghiên cứu


3. Kết quả và thảo luậnHình 1 trình bày giản đồ nhiễu xạ tia

X của mẫu g-C3N4 tinh khiết và các mẫu g-C3N4 pha tạp V với các nồng độ khác nhau. Kết quả cho thấy, tất cả các mẫu đều xuất hiện các đỉnh nhiễu xạ tại vị trí góc 2θ là 13,1o, 24,9o và 27,5o. Những đỉnh nhiễu xạ này tương ứng với các họ mặt phẳng (100), (101) và (002). Đỉnh mạnh nhất (002) quan sát được ở vị trí 2 = 27,5o phản ánh cấu trúc các lá xếp chồng lên nhau của g-C3N4 trong cả mẫu tinh khiết và mẫu pha tạp. Những kết quả này phù hợp với thẻ chuẩn JCPDS (87-1526) của tinh thể g-C3N4 và các kết quả đã được công bố [12 - 14].

Giản đồ nhiễu xạ tia X của g-C3N4 pha tạp V không quá khác biệt so với g-C3N4 tinh khiết. Tuy nhiên, các đỉnh ở vị trí 13,1o, 27,5o, 24,9o có sự dịch chuyển nhẹ về phía góc 2 nhỏ. Ngoài ra còn quan sát thấy cường độ các đỉnh nhiễu xạ của các mẫu CN pha tạp thấp hơn so với mẫu CN tinh khiết. Điều này có thể là do các đám nguyên tử V đã chen vào giữa các lớp g-C3N4 và gây ra ảnh hưởng nhỏ trên giản đồ nhiễu xạ tia X.

10 15 20 25 30 35 40

Inte

nsity

(a.u

.)

2θ (degree)

CN

VCN-3

VCN-5

VCN-7

VCN-10

002

101

100

2θ (độ)

Cườ

ngđộ

(đ.v

.t.y)

Hình 1: Giản đồ nhiễu xạ XRD của các mẫu g-C3N4 tinh khiết và pha tạp VĐể có thêm thông tin về cấu trúc của

vật liệu, nhóm tác giả tiến hành đo phổ

hấp thụ hồng ngoại FTIR. Phổ FTIR của g-C3N4 tinh khiết và các mẫu pha tạp V với nồng độ khác nhau được trình bày trên Hình 2. Có thể quan sát thấy, tất cả các mẫu đều xuất hiện các mode dao động đặc trưng của vật liệu g-C3N4, không xuất hiện thêm các mode dao động lạ. Ngoài ra, chúng ta có thể thấy rằng, các mẫu đều xuất hiện ba vùng phổ đặc trưng. Vùng hấp thụ rộng ở khoảng 3000 - 3500 cm-1 được gán cho các mode dao động co dãn của liên kết N-H với các nhóm amino. Vùng hấp thụ trong khoảng số sóng 1200 - 1600 cm-1 liên quan đến các mode dao động co dãn của liên kết C - N. Đỉnh đặc trưng sắc nét tại ví trí 814 cm-1 có liên quan đến dao động thở của các vòng s-triazine.

500 1000 1500 3000 3500

814

Wave number (cm-1)

CN VCN-3 VCN-5 VCN-7 VCN-10

%T

1242

1323

1408

15741639

3224

Số sóng (cm-1)

Độ

hấp

thụ

(đ.v

.t.y)

Hình 2: Phổ hấp thụ hồng ngoại FTIR của mẫu g-C3N4 tinh khiết và các mẫu pha tạp V

Hình 3 trình bày phổ hấp thụ của vật liệu g-C3N4 tinh khiết và g-C3N4 pha tạp V với các nồng độ khác nhau. Kết quả trên Hình 3 cho thấy g-C3N4 tinh khiết có bờ hấp thụ cơ bản ở khoảng 450 nm. Tuy nhiên, khi pha tạp V, bờ hấp thụ của vật liệu g-C3N4 có xu hướng dịch về phía bước sóng dài khi nồng độ pha tạp tăng từ 3 đến 10%. Độ rộng vùng cấm của các mẫu được ước tính bằng cách ngoại suy tuyến tính đường cong biểu diễn sự phụ thuộc của biểu diễn (hυα)1/2 theo năng lượng photon. Kết quả ước tính độ rộng

Nghiên cứu


vùng cấm của các mẫu được trình bày như trong Bảng 1.

200 300 400 500 600 700 800

Abso

rban

ce(a

.u.)

Wavelength (nm)


Độ

hấp

thụ

(đ.v

.t.y)

Bước sóng (nm)

Hình 3: Phổ hấp thụ UV-Vis của các mẫu g-C3N4 pha tạp V với nồng độ khác nhau

Bảng 1. Giá trị độ rộng vùng cấm của các mẫu g-C3N4 pha tạp V với nồng độ khác nhau

Mẫu Eg (eV)CN 2.91

VCN - 3 2.91VCN - 5 2.88VCN - 7 2.68VCN - 10 2.61

Kết quả Bảng 1 cho thấy, độ rộng vùng cấm của các mẫu pha tạp V giảm từ 2,91 xuống 2,61 eV khi nồng độ pha tạp tăng từ 3 đến 10%. Như vậy, việc pha tạp V đã làm ảnh hưởng đến bờ hấp thụ của vật liệu g-C3N4, kết quả này có lợi cho khả năng quang xúc tác của vật liệu trong vùng nhìn thấy.

Sự tái hợp của cặp điện tử - lỗ trống có thể giải phóng năng lượng và có thể phát hiện được thông qua phát xạ huỳnh quang. Cường độ huỳnh quang thấp là dấu hiệu tốc độ tái hợp điện tử - lỗ trống giảm, dẫn tới tăng hoạt tính quang xúc tác. Kết quả đo phổ huỳnh quang của các mẫu g-C3N4 tinh khiết và pha tạp tại các nồng độ 3%, 5%, 7%, và 10% với bước sóng kích thích 325 nm được trình bày như trên Hình 4. Kết quả cho thấy, phổ phát

xạ huỳnh quang của tất cả các mẫu là một dải rộng từ 350 tới 700 nm. Cường độ phát huỳnh quang cao nhất ứng với mẫu VCN - 10, thấp nhất ứng với mẫu VCN - 5.

400 500 600 700 800

Fluo

rese

nce

Inte

nsity

(a.u

.)Wavelength (nm)


Bước sóng (nm)C

ường

độPL

(đ.v

.t.y)

Hình 4: Phổ PL của các mẫu g-C3N4 pha tạp V với nồng độ khác nhau

Khả năng quang xúc tác của các các mẫu g-C3N4 tinh khiết và g-C3N4 pha tạp V được đánh giá thông qua sự phân hủy dung dịch Rhodamine B (RhB) dưới sự chiếu xạ của đèn Xenon. Hình 5 biểu diễn sự thay đổi của C/Co vào thời gian. Kết quả cho thấy, quá trình hấp phụ đối với tất cả các mẫu bão hòa sau khoảng 10 phút khuấy trong tối. Trong khi nồng độ RhB vẫn còn khoảng 40% sau 60 phút khi sử dụng g-C3N4 tinh khiết, các mẫu g-C3N4 pha tạp V đã phân hủy được hầu như 100% RhB. Trong đó, mẫu g-C3N4 pha tạp V 7% cho kết quả quang xúc tác tốt nhất, phân hủy được 100 RhB chỉ sau thời gian chiếu sáng là 40 phút, cao gấp 2 lần so với g-C3N4 tinh khiết trong cùng thời gian chiếu sáng.

Việc tăng cường hoạt tính quang xúc tác của vật liệu g-C3N4 pha tạp V có thể được giải thích như sau: Khi pha tạp V vào vật liệu g-C3N4, nó tồn tại ở dạng các ion V5+ hoạt động như một cái bẫy điện tử. Các electron nhảy từ vùng hóa trị lên vùng dẫn sẽ bị các tâm V5+ giữ lại. Điều

Nghiên cứu


này làm cho tốc độ tái hợp của cặp điện - lỗ trống giảm, các electron có điều kiện tham gia vào quá trình oxi hóa khử làm tăng cường khả năng quang xúc tác của vật liệu. Thêm vào đó, các ion V5+ trên vùng dẫn nhận thêm điện tử trở thành V4+, dưới vùng hóa trị kết hợp với lỗ trống trở thành V6+. Chính các ion này cũng có khả năng khử và oxi hóa cao, giúp phân hủy hiệu quả các hợp chất hữu cơ.

-40 -20 0 20 40 600.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

C/C

0

Irradiation time (min)


Tối

Sáng

Thời gian chiếu (phút)

C/C

0

Hình 5: Kết quả xử lí quang xúc tác phân hủy RhB của hệ mẫu g-C3N4 pha tạp V với

nồng độ khác nhau

4. Kết luậnChúng tôi đã chế tạo thành công hệ

mẫu g-C3N4 pha tạp V bằng phương pháp đơn giản là khuấy từ kết hợp với gia nhiệt. Việc pha tạp Vanadi làm ảnh hưởng nhỏ lên cấu trúc của vật liệu. Bờ hấp thụ cơ bản có xu hướng dịch về phía bước song dài. Khả năng quang xúc tác của vật liệu g-C3N4 được cải thiện đáng kể khi pha tạp V. Mẫu g-C3N4 pha tạp 7% mol V cho kết quả quang xúc tác tốt nhất, xử lí được 100% dung dịch RhB sau 40 phút chiếu sáng. Kết quả này góp phần vào việc định hướng ứng dụng xử lí ô nhiễm môi trường nước bằng việc sử dụng các chất xúc tác quang có hiệu quả tốt.

Lời cảm ơn: Bài báo đã sử dụng tư liệu và một số kết quả của đề tài cấp Cơ sở, Trường Đại học Tài nguyên và

Môi trường Hà Nội năm 2019, mã số: 13.01.19.H.01.

TÀI LIỆU THAM KHẢO[1]. Dufour F., Pigeot-Remy S., Durupthy

O., Cassaignon S., Ruaux V., Torelli S., Mariey L., Maugé F., and Chanéac C. (2015). Morphological control of TiO2 anatase nanoparticles: What is the good surface property to obtain efficient photocatalysts?. Applied Catalysis B: Environmental, 174 - 175, pp. 350 - 360.

[2]. Ge L., Han C., and Liu J. (2011). Novel visible light-induced g-C3N4/Bi2WO6 composite photocatalysts for efficient degradation of methyl orange. Applied Catalysis B: Environmental, 108 - 109, pp. 100 - 107.

[3]. Ong W.J., Tan L.L., Chai S.P., and Yong S.T (2015). Heterojunction engineering of graphitic carbon nitride (g-C3N4) via Pt loading with improved daylight-induced photocatalytic reduction of carbon dioxide to methane. Dalton Trans, 44(3), pp. 1249 - 57.

[4]. Patnaik S., Sahoo D.P., and Parida K. (2018). An overview on Ag modified g-C3N4 based nanostructured materials for energy and environmental applications. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 82, pp. 1297 - 1312.

[5]. Sridharan K., Jang E., and Park T.J. (2013). Novel visible light active graphitic C3N4–TiO2 composite photocatalyst: Synergistic synthesis, growth and photocatalytic treatment of hazardous pollutants. Applied Catalysis B: Environmental, 142 - 143, pp. 718 - 728.

[6]. Tonda S., Kumar S., Kandula S., and Shanker V. (2014). Fe-doped and -mediated graphitic carbon nitride nanosheets for enhanced photocatalytic performance under natural sunlight. Journal of Materials Chemistry A, 2(19), pp. 6772.

[7]. Uddin M.N. and Yang Y.S. (2009). Sol-gel synthesis of well-crystallized C3N4 nanostructures on stainless steel substrates. Journal of Materials Chemistry, 19 (19).

Nghiên cứu


[8]. Wang J., Liu R., Zhang C., Han G., Zhao J., Liu B., Jiang C., and Zhang Z. (2015). Synthesis of g-C3N4 nanosheet/Au-Ag nanoparticle hybrids as SERS probes for cancer cell diagnostics. RSC Advances, 5 (105), pp. 86803 - 86810.

[9]. Wang J., Yang Z., Gao X., Yao W., Wei W., Chen X., Zong R., and Zhu Y. (2017). Core-shell g-C3N4/ZnO composites as photoanodes with double synergistic effects for enhanced visible-light photoelectrocatalytic activities. Applied Catalysis B: Environmental, 217, pp. 169 - 180.

[10]. Yuan Y.-P., Xu W.-T., Yin L.-S., Cao S.-W., Liao Y.-S., Tng Y.-Q., and Xue C. (2013). Large impact of heating time on physical properties and photocatalytic H2 production of g-C3N4 nanosheets synthesized through urea polymerization in Ar atmosphere. International Journal of Hydrogen Energy, 38(30), pp. 13159 - 13163.

[11]. Yue B., Li Q., Iwai H., Kako T., and Ye J. (2011). Hydrogen production using

zinc-doped carbon nitride catalyst irradiated with visible light. Sci Technol Adv Mater, 12 (3), pp. 034401.

[12]. Zhang W., Zhou L., and Deng H. (2016). Ag modified g-C3N4 composites with enhanced visible-light photocatalytic activity for diclofenac degradation. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 423, pp. 270 - 276.

[13]. Zou X., Silva R., Goswami A., and Asefa T (2015). Cu-doped carbon nitride: Bio-inspired synthesis of H2-evolving electrocatalysts using graphitic carbon nitride (g-C3N4) as a host material. Applied Surface Science, 357, pp. 221 - 228.

[14]. Zuluaga S., Liu L.H., Shafiq N., Rupich S.M., Veyan J.F., Chabal Y.J., and Thonhauser T. (2015). Structural band-gap tuning in g-C3N4. Phys Chem Chem Phys, 17 (2), pp. 957 - 62.


không phù hợp với số lượng giường bệnh của bệnh viện. Các loại chất thải rắn nguy hại đã được thu gom, tuy nhiên việc vận chuyển và lưu giữ vẫn còn nhiều vấn đề chưa được hoàn thiện. Để công tác quản lý chất thải y tế của bệnh việc được tốt, đảm bảo quy định của Bộ Y tế cũng như hạn chế tác động đến môi trường do chất thải y tế, trong phạm vi nghiên cứu nhóm tác giả đã đưa ra một số kiến nghị nhằm nâng cao hiệu quả quản lý chất thải tại bệnh viên đó là nâng cấp hệ thống xử lý nước thải phù hợp quy mô hiện tại của nhà máy; bổ sung các quy trình, hướng dẫn thu gom chất thải nguy hại trong bệnh viện; vạch tuyến thu gom cố định, tránh thu gom chất thải nguy hại qua khu vực công cộng hoặc khu vực chăm sóc bệnh nhân; bố trí thời gian thu gom hợp lý,

nâng cao tuyên truyền và thường xuyên tổ chức tập huấn, hướng dẫn cho các cán bộ, bệnh nhân, người nhà bệnh nhân về quản lý chất thải rắn bệnh viện.

TÀI LIỆU THAM KHẢO[1]. Bộ Y tế. Báo cáo khả thi dự án đầu

tư sử dụng vốn ODA (Dự án Hỗ trợ xử lý chất thải BV).

[2]. Philipinne. Health Care Waste Management Manual.

[3]. WHO/EUROPE (1997). Medical Waste Management. ERS.

[4]. World Health Organization (1994). Medical Waste Management in Developing countries.


NÂNG CAO HIỆU QUẢ QUẢN LÝ CHẤT THẢI RĂN... (Tiếp theo trang 80)

Nghiên cứu


NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG LOẠI BỎ PHENOL TRONG DỊCH TIỀN THỦY PHÂN LIGNOCELLULOSE ỨNG DỤNG

SẢN XUẤT ETHANOL Nguyễn Thị Phương Mai

Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà NộiTóm tắtBài báo tập trung nghiên cứu vào các kỹ thuật khử độc phenol trong dịch tiền thủy

phân đáp ứng khả năng lên men sản xuất ethanol từ nấm men Saccaromyces cerevisae 4182 ở qui mô phòng thí nghệm với tỷ lệ cấp giống 106CFU/ml. Kết quả cho thấy, dịch tiền thủy phân trước khi lên men được tiến hành loại bỏ phenol ở 37oC. Tại điều kiện này enzyme laccase tác dụng vào các tiểu phần phenol của lignin cắt các liên kết Cα-Cβ và liên kết aryl-aryl cho khả năng loại bỏ phenol lên đến 46,61%, thời gian thủy phân dịch đạt cao nhất 59%, tốc độ phản ứng để loại bỏ phenol đạt cao nhất trong 60 phút. Emzyme lacccase được sử dụng để loại bỏ phenol ở nồng độ từ 20 ÷ 120 (IU/g bã mía), khả năng loại bỏ phenol đạt hiệu quả cao 49,91% ± 2,5%, hiệu suất thu hồi ethanol đạt 76,27 ± 2% ở 70 (IU/g bã mía). Nghiên cứu cho thấy, vai trò laccase trong quá trình thu nhận dịch thủy phân lignocellulose có thể lên men phục vụ cho sản xuất ethanol.

Từ khóa: Dịch tiền thủy phân; Lignocellulose; Phenol; Lên men; Ethanol.Abstract

Study on the possibility of eliminating phenol from pre-hydroyzate of lignocellulose in producing ethanol

This study focuses on the technique of eliminating phenol from pre-hydrolyzate to meet the requirement of fermentation to produce ethanol from Saccharomyces cerevisae 4182 yeast with the concentration of 106 CFU/ml at laboratory scale. The results showed that before pre-hydrolyzate was used for fermentation, phenol had been removed at 37oC. In this condition, laccase enzyme acted on the phenol fractions of lignin to cut Cα-Cβ bonds and aryl-aryl bonds resulting in removing of 46.61% phenol. The longer the hydrolysis, the higher the phenol removal efficiency (up to 59%). The phenol removal efficiency, however, reached the highest in the first 60 minutes. The lacccase enzyme was used to remove phenol at 20 ÷ 120 IU/g bagasse. The results indicated that at 70 IU/g bagasse, the phenol removal efficiency was at the highest efficiency 49.91% ± 2.5% and the ethanol extraction efficiency was at 76.27 ± 2%. The study results comfirmed the laccase‘s role in lignocellulose hydrolyzate extraction for ethanol production.

Keywords: Pre-hydrolyzate; Lignocellulose; Phenol; Fermentation; Ethanol1. Đặt vấn đềTrong số các giải pháp có thể, cồn

nhiên liệu được sản xuất từ các nguồn sinh khối khác nhau hiện đang là một trong những giải pháp đang được quan tâm. Hiện nay, ethanol sản xuất từ các nguồn nguyên liệu liên quan đến tinh bột

(ngô, sắn) hoặc đường (củ cải, mía) là giải pháp duy nhất hiện nay thay thế xăng dầu và giữ vai trò quan trọng: năng lượng tái tạo, giúp cắt giảm phát thải CO2, đảm bảo an ninh năng lượng, nâng cao thu nhập cho người làm nông nghiệp. Tuy nhiên, đối mặt với an ninh lương thực và hạn chế

Nghiên cứu


đất trồng làm việc sản xuất ethanol từ loại nguyên liệu thực phẩm gặp khó khăn và chỉ là giải pháp trước mắt [3].

Bioethanol thế hệ 2 từ lignocellulose là một sản phẩm tiềm năng của công nghệ sinh khối lignocellulose. Với sản lượng lớn của lignocellulose, bioethanol từ nguồn sinh khối này có khả năng đáp ứng nhu cầu ethanol nhiên liệu để thay thế cho nhiên liệu hóa thạch đang dần cạn kiệt. Nếu lượng sinh khối này được chuyển hóa thành đường lên men được, thì sinh khối lignocellulose sẽ là một trong các nguồn nguyên liệu quan trọng cho mục tiêu sản xuất ethanol ở nước ta nói riêng và trên thế giới nói chung [4].

Sự tạo thành các chất ức chế trong quá trình tiền xử lý có sự khác biệt lớn ở các phương pháp tiền xử lý khác nhau. Nhiều phương pháp loại bỏ phenol được nghiên cứu nhằm loại bỏ ảnh hưởng của chất ức chế đến quá trình lên men. Trong các biện pháp loại bỏ phenol được sử dụng thì loại bỏ phenol có sự kết hợp giữa laccase và các yếu tố hóa - lý được chú ý hơn cả, giúp cải thiện hiệu suất lên men ethanol [2].

Xuất phát từ thực trạng trên, nhóm tác giả đã tiến hành nghiên cứu khả năng loại bỏ phenol trong dịch tiền thủy phân lignocellulose ứng dụng sản xuất ethanol nhằm đánh giá hiệu quả loại phenol của laccase và khả năng thu hồi ethanol.

2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

2.1. Đối tượng và thời gian nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Dịch tiền

xử lý, enzyme laccase, nấm men S. cerevisiae 4182

Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 5 đến tháng 10 năm 2019.

2.2. Phương pháp nghiên cứu

a. Phương pháp xác định hoạt độ enzyme laccase với ABTS [6]

Dung dịch phản ứng enzyme gồm: 850µl dung dịch đệm sodium acetate 0,1 M pH 5, 100 µl ABTS 1mM. Ủ hỗn hợp này ở 27oC trong 10 phút. Bổ sung 50µl enzyme. Trộn đều hỗn hợp phản ứng so sánh với mẫu kiểm chứng sau mỗi phút phản ứng. Phản ứng kiểm chứng sử dụng nước khử ion thay cho enzyme.

Một đơn vị hoạt độ laccase là lượng enzye cần thiết để xúc tác oxy hóa 1 µmol ABTS trong 1 phút ở 27oC trong dung dịch đệm sodium acetate pH 5.

b. Phương pháp xác định hàm lượng ethanol [1]

Để xác định lượng cồn trong dịch sau lên men, trước tiên dịch sau lên men cần được chưng cất để tách cồn khỏi các thành phần khác của dịch. Quá trình chưng cất dựa trên nguyên tắc về sự bay hơi và ngưng tụ của dung dịch. Trong quá trình chưng cất, cồn và nước bay hơi sau đó được ngưng tụ nhờ hệ thống sinh hàn nước.

Nhiệt độ sôi của dung dịch ethanol hòa tan trong nước tỉ lệ thuận với nồng độ ethanol. Biết được nhiệt độ sôi của dung dịch cần phân tích ta có thể tra được nồng độ cồn tương ứng.

c. Xác định hàm lượng phenol tổng số trong dung dịch bằng phương pháp Folin Ciocalteau [7]

Phương pháp dựa trên cơ sở phản ứng tạo màu của thuốc thử Folin Ciocalteau và hợp chất phenol trong dung dịch. Trong điều kiện dư Folin, cường độ màu sau phản ứng tỉ lệ thuận với hàm lượng phenol trong một phạm vi nhất định. Biết được mật độ quang của dung dịch chứa phenol nghiên cứu với thuốc thử Folin, dựa vào đường chuẩn của axít gallic nồng độ 0 ÷ 0,75 (mg/ml) với thuốc thử này, tính được hàm lượng phenol tổng số trong dung dịch nghiên cứu.

Nghiên cứu


d. Khảo sát vai trò khử độc dịch thủy phân lignocellulose của laccase

Để đánh giá hiệu quả khử độc tính của các chất sinh ra trong quá trình tiền xử lí bởi laccase, mẫu tiền xử lí được làm nguội, điều chỉnh tới pH 4,8 bổ sung đệm natri citrate pH 4,8 tới 150 ml và laccase 0 ÷ 120 (IU/g bã mía), thời gian phản ứng 0 ÷ 360 phút ở nhiệt độ 30 ÷ 35oC, lắc mẫu 150 vòng/phút. Thủy phân hỗn hợp ở 50oC theo chế độ tối ưu:

- Endo-glucanase: 31,5 CMCase/g bã mía;

- Exo-glucanase: 53,61 FPU/g bã mía;- β-glucosidase: 20,47 CBU/g bã mía.Bổ sung Na2SiF6 0,0225g/150ml

dịch thủy phân.Thủy phân ở 50o C trong 40,5 giờ.Xác định hàm lượng phenol trong dịch

trước và sau xử lí với laccase. Mẫu không xử lí hóa-nhiệt và không xử lí laccase được tiến hành song song làm mẫu đối chứng. Hiệu quả xử lí phenol đánh giá bằng % lượng phenol bị loại bỏ so với phenol có trong mẫu trước khi xử lí laccase.

Mật độ tế bào nấm men được đưa vào dịch thủy phân là 106 CFU/ml. Các điều kiện khác của quá trình lên men: nhiệt độ

37oC, pH 4,8; thời gian 72 giờ, bổ sung các chất dinh dưỡng Urê 0,4g/l; KH2PO4 3g/l; MgSO4 3g/l. Hiệu suất thu hồi ethanol được đánh giá bằng % ethanol thu nhận được so với ethanol chuyển hóa lí thuyết từ lượng cellulose trong mẫu ban đầu.

Hiệu quả khử độc của laccase được đánh giá thông qua khả năng khử phenol, lượng CO2 sinh ra và hiệu suất thu hồi ethanol từ quá trình lên men các mẫu với chủng nấm men S. cerevisiae 4182.

3. Kết quả và thảo luận

3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới khả năng loại bỏ phenol của laccase

Kết quả phân tích hàm lượng phenol cũng cho thấy hàm lượng phenol trong dịch tiền xử lý hóa nhiệt rất cao 529,33mg/l (Hình 1). Đây là kết quả tác động tới cấu trúc lignin của NaOH trong quá trình tiền xử lý, giúp phân giải lignin tạo thành phenol hòa tan trong dịch tiền xử lý. Phenol là chất có độc tính đối với tế bào và vì thế có thể ức chế hoạt động của nấm men, cần thiết phải loại bỏ chất ức chế quá trình lên men ethanol sau này.

Kết quả các thí nghiệm sử dụng laccase loại bỏ phenol trong dịch tiền xử lý được trình bày trong Hình 1.

Hình 1. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới khả năng loại bỏ phenol của laccase1. Mẫu trước xử lý, 2. Mẫu xử lý với 60 IU laccase/g bã mía

Nghiên cứu


Trong thí nghiệm này laccase được đưa vào dịch tiền xử lý với nồng độ 60 (IU/g bã mía), tiến hành phản ứng trong thời gian 2 giờ, lắc 150 vòng/phút, nhiệt độ thay đổi 30 ÷ 50oC. Hàm lượng phenol được xác định trước và sau khi xử lý laccase.

Kết quả thí nghiệm này cho thấy laccase ở nhiệt độ 37oC có khả năng loại phenol tốt hơn và bền hơn ở 50oC (nhiệt độ hoạt động tối ưu của laccase là 40oC). Các giả thuyết đã đưa ra về cơ chế hoạt động của laccase khi tác dụng vào các tiểu phần phenol của lignin là làm oxy hóa của Cα, cắt các liên kết Cα-Cβ và liên kết aryl-aryl. Laccase khử một phân tử oxy tạo thành hai phân tử nước khi thực hiện oxy hóa các hợp chất thơm như dẫn suất của polyphenol, methoxyl và các amin

thơm. Quá trình oxy hóa một điện tử này dẫn đến việc hình thành gốc tự do ở vị trí oxy trung tâm, các gốc tự do sau đó, được chuyển thành quinon. Quinon và các gốc tự do có thể tiếp tục bị polyme hóa, kết quả là trong dịch sau thủy phân hàm lượng chất ức chế giảm xuống. Sử dụng enzyem laccase ở 37oC được sử dụng cho các nghiên cứu tiếp theo.

3.2. Ảnh hưởng của thời gian tới khả năng khử phenol của laccase

Laccase được bổ sung với nồng độ 60 (IU/g bã mía), nhiệt độ xử lý ở 37oC, tốc độ lắc 150 vòng/phút. Hàm lượng phenol trong mẫu trước và sau xử lý với laccase được phân tích ở các thời điểm khác nhau từ 0 ÷ 360 phút, kết quả biểu diễn trên Hình 2

Hình 2. Ảnh hưởng của thời gian xử lý nhiệt tới hiệu quả loại bỏ phenol trong dịch thủy phân

Kết quả Hình 2 cho thấy thời gian xử lý dịch tiền thủy phân bằng laccase càng dài hiệu quả xử lý phenol càng cao, đạt tới 50%, tuy nhiên tốc độ phản ứng loại phenol đạt cao nhất trong 60 phút đầu tiên là 1.72 lần, sang đến 90 phút tiếp theo tốc độ giảm nhanh mà hiệu quả loại phenol, hiệu quả loại bỏ phenol không cao (Hình 2). Do đó, thời gian xử

lý laccase được chọn là 60 phút cho các nghiên cứu tiếp theo.

3.3. Ảnh hưởng của nồng độ laccase tới khả năng loại bỏ phenol trong dịch thủy phân

Enzyme laccase được bổ sung ở các nồng độ 0 ÷ 120 (IU/g bã mía), thời gian 60 phút và nhiệt độ xử lý 37oC. Kết quả được chỉ ra trong Hình 3.

Nghiên cứu


Hình 3. Ảnh hưởng của nồng độ laccase đến khả năng loại phenol trong dịch thủy phân

Kết quả Hình 3 cho thấy hiệu quả khử phenol tăng tỷ lệ thuận với nồng độ laccase, nhưng mức độ loại phenol tốt nhất trong khoảng 20 ÷ 80 (IU/g bã mía) tăng gấp 2 lần, nếu tăng nồng độ laccase lên cao hơn hiệu quả xử lý phenol thấp, ở nồng độ laccase 120 (IU/g bã mía) chỉ đạt 55,84% tăng 1,1 lần so với 80 (IU/g bã mía). Do đó, trong các nghiên cứu tiếp theo laccase có thể được sử dụng ở nồng độ 20 ÷ 80 (IU/g bã mía) để xử lý phenol. Ở nhiệt độ 37oC hoạt độ laccase bền nhưng vận tốc chỉ đạt tốc độ cực đại trong thời gian đầu khi nồng độ cơ chất cao. Do vậy, laccase được sử dụng ở 60 - 70 IU/g bã mía, nhiệt độ xử lý 37oC trong thời gian phản ứng 60 phút được sử dụng cho mục tiêu lên men ethanol.

3.4. Đánh giá khả năng lên men ethanol từ dịch tiền xử lý

Để chứng minh tác dụng của laccase trong loại bỏ chất ức chế cho quá trình lên men, dịch sau tiền xử lí nhiệt - NaOH xử lí với laccase được đem thủy phân nhờ hệ enzyme cellulose thủy phân lignocellulose: Celuclast 1,5L/betaglucosidase N188: 5U/30U/g bã mía, bổ sung 0.0225g Na2SiF6 thủy phân ở 50oC, pH 4,8 trong 48h. Dịch thu được có bổ sung các chất khoáng và nitơ đảm bảo dinh dưỡng được cho lên men ethanol với S. cerevisae tỉ lệ 106CFU/ml. Đánh giá hiệu quả xử lý chất ức chế thông qua hiệu suất thu hồi ethanol. Mẫu kiểm chứng được tiến hành song song và không sử dụng laccase, chi tiết được chỉ ra trong Hình 4.

Hình 4. Khả năng lên men dịch thủy phân 1% cellulose sau xử lý với laccase

Nghiên cứu


Mẫu kiểm chứng (dịch tiền xử lý không được xử lý với laccase) lên men yếu (Hình 4). Như vậy, trong dịch tiền xử lý của mẫu kiểm chứng, sự lên men ethanol bởi nấm men bị ức chế. Các mẫu thí nghiệm khi được xử lý với laccase ở nồng độ tăng từ 20 - 80 IU/g bã mía, hiệu quả thu hồi ethanol từ bã mía thủy phân tăng. Nồng độ laccase 70 IU/g bã mía nằm trong khoảng tối ưu của nồng độ laccase cho xử lý phenol, do vậy đạt hiệu quả thu hồi ethanol lớn nhất nhờ tác dụng của enzyme xử lý phenol trong dịch thủy phân. Hiệu suất thu hồi ethanol đạt tới 76,27 ± 2 % so với mẫu không khử độc bằng laccase, lên men rất yếu hiệu suất thu hồi thấp hơn đáng kể (8,03 ± 1%). Độ cồn khi không xử lý bằng enzyme laccase là 7 (%), khi có mặt của laccase độ cồn thu được cũng tăng lên 63 (%).

Các kết quả khảo sát cho thấy laccase có thể sử dụng để tách lignin và loại bỏ một phần chất ức chế dịch lên men, áp dụng cho “tiền xử lý sinh học“ nguyên liệu lignocellulose và khử độc dịch tiền xử lý cho mục tiêu lên men bioethanol.

4. Kết luận Đã tiến hành đánh giá ảnh hưởng của

nhiệt độ tới khả năng loại bỏ phenol của laccase trong dịch tiền xử lý bằng nhiệt - NaOH (0,1g/g bã mía) ở 121oC trong thời gian 60 phút, hàm lượng phenol trong dịch tiền xử lý giảm cao nhất ở 37oC ở nồng độ laccase 60 (IU/g bã mía) đạt giá trị 282,67% (giảm 1,9 lần) so với phenol ban đầu.

Đã xác định được thời gian xử lý dịch tiền thủy phân bằng laccase xử lý phenol đạt cao nhất trong 60 phút đầu tiên. Nồng độ laccase để xử lý phenol tốt nhất nằm trong dải từ 20 ÷ 80 (IU/g bã mía) hiệu suất có thể đạt tới 50%.

Dịch sau thủy phân được bổ sung nấm men S. cerevisae 4182 tỷ lệ 106 CFU/ml, hiệu suất thu hồi ethanol đạt 76,27 ± 2 %, mẫu không sử dụng laccase để loại bỏ phenol hiệu suất thu hồi thấp hơn đáng kể (8,03 ± 1%). Khi có mặt của enzyme laccase độ cồn thu được cũng tăng lên 63 (%).

Dịch tiền xử lý được sử dụng enzyme laccase làm tác nhân sinh học có khả năng loại bỏ được phenol đạt hiệu suất cao và được phục vụ cho mục đích lên men sản xuất ethanol.

TÀI LIỆU THAM KHẢO[1]. Lê Thanh Mai, Nguyễn Thị Hiền, Phạm

Thu Thủy, Nguyễn Thanh Hằng, Lê Thị Lan Chi (2009). Các phương pháp phân tích ngành công nghệ lên men. NXB Khoa học và Kỹ thuật.

[2]. Ballerini, D, Desmarquest, J.P, Pourquie, J, Nativel, F, et Rebeller, M. (1994). Ethanol production from lignocellulosics: Large scale experimentation and economics. Bioresour Technol, 50, pp. 17 - 23.

[3]. Ernesto J. del Rosario, Ph.D (2008). Cellulosic Ethanol: Biofuel of the Future. Institute of Chemistry and National Institute of Molecular Biology & Biotechnology, University of the Philippines Los Baños, Laguna.

[4]. Food and Agriculture Organization of the United Nation (FAO) (2008). State of food insecurity in the world. Rome.

[5]. K.K. Cheng, B.Y. Cai, J.A. Zhang, H.Z. Ling, Y.J. Zhou, J.P. Ge and J.M. Xu. (2008). Sugarcane bagasse hemicellulose hydrolysate for ethanol production by acid recovery process. Biochem. Eng. J. 38, pp. 105 - 109.

[6]. Majcherczyk, A.; Johannes, C.; Hu¨ttermann, A. (1999). Oxidation of aromatic alcohols by laccase from Trametes versicolor mediated by the 2,2¢-azino-bis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) cation radical and decation. Appl. Microbiol. Biotechnol, 51, 267 - 276.

[7]. Slinkard, K; Singleton, VL. (1977). Total Phenol Analysis: Automation and Comparison with Manual Methods. AJEV, 28: pp. 49 - 55.

[8]. Jurado, M., Prieto, A., Martinez, A.T., Martinez, M.J. (2009). Laccase detoxification of steam-exploded wheat straw for second generation bioethanol. Bioresource Technology, 100, pp. 6378 - 6384.


Nghiên cứu


ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP HỒI QUY BỘI TÍNH TOÁN DỰ BÁO MỰC NƯỚC LỚN NHẤT TẠI TRẠM TÂN CHÂU TRÊN

SÔNG TIỀN Đỗ Thị Bính, Lê Thu Trang

Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà NộiTóm tắtSông Tiền là một nhánh chính của sông Cửu Long, là con sông quan trọng trong

đời sống dân sinh. Do sự biến động của dòng chảy và sự tác động của thủy triều mặn thâm nhập sâu vào trong đất liền, trên dòng sông xuất hiện nhiều cồn bãi nổi và ngầm. Địa hình dốc, dòng hẹp nên Sông Tiên thường dâng nước cao vào mùa lũ và khô cạn vào mùa nắng. Trong nghiên cứu này, phương pháp hồi qui bội được sử dụng để tính toán dự báo mực nước lớn nhất trước 7 ngày tại trạm Tân Châu trên sông Tiền với đầu vào là mực nước, lưu lượng các trạm tuyến trên và mực nước biên triều. Kết quả đạt được là sự đồng pha và biên độ dao động giữa mực nước tính toán và thực đo.

Từ khóa: Dự báo mực nước; Phương pháp hồi quy bội; Sông Tiền,Abstract

Applying the multiple regression method for calculating and forecasting the highest water level at Tan Chau station on Tien river

Tien river is a major branch of the Mekong river which is an important river in the daily life of local people. Due to the fluctuation of flows and the impact of salinity intrusion it appears many surface and submerge islet. With steep terrain and narrow stream, Tien river water level often raises high in the flood season and dries up in the dry season. In this study, multiple regression method was used to estimate and forecast 7 days in advance the maximum water level at Tan Chau station on Tien river with the inputs including upstream water level, water discharge and tidal water level. The simulation and validated results show similar phase and amplitude of recorded and forecasted water levels profiles.

Keywords: Forecasting water levels; Multiple regression method; Tien river.1. Đặt vấn đềĐã có rất nhiều công trình nghiên

cứu xây dựng những phương án góp phần giảm nhẹ những hậu quả do lũ, thiên tai gây ra, trong đó công tác dự báo, cảnh báo lũ đóng vai trò rất quan trọng. Hiện nay, công tác dự báo dòng chảy từ những trạm thượng nguồn về sông Tiền tại vị trí Tân Châu đang được chú trọng.

Trong nghiên cứu này, phương pháp hồi qui bội được ứng dụng để tính toán, dự báo mực nước cho sông Tiền trong đó sử dụng mực nước, lưu lượng tuyến trên

và mực nước biên triều để thiết lập một phương trình hồi quy bội mô tả mối quan hệ giữa yếu tố dự báo với các nhân tố ảnh hưởng.

Phương pháp hồi qui bội dựa trên số liệu quan trắc thiết lập một phương trình tuyến tính, mô tả mối quan hệ giữa yếu tố dự báo với các nhân tố ảnh hưởng.


2.1. Chuẩn bị số liệuTrên cơ sở số liệu hiện có trạm Tân

Châu yếu tố dự báo là mực nước lớn nhất

Nghiên cứu


trước 7 ngày. Độ dài của liệt số liệu thực đo là 5 năm (từ năm 2011 đến 2016). Các số liệu đã được chỉnh biên:

- Chuỗi số liệu từ năm 2011 - 2014 phục vụ mô phỏng mô hình.

- Chuỗi số liệu từ năm 2015 - 2016 phục vụ kiểm định mô hình.

Số liệu dòng chảy là lưu lượng ngày trạm Kratie (đại diện cho lũ hình thành ở phần thượng lưu vực), mực nước lớn nhất ngày trạm Vũng Tàu từ năm 2011 - 2016.

Xây dựng quan hệ lưu lượng tương ứng từ trạm Kratie với trạm Tân Châu và ảnh hưởng của mực nước triều tại trạm Vũng Tàu đến đường quá trình mực nước tại trạm Tân Châu.

Sử dụng phương pháp hồi quy bội để xây dựng các quan hệ lưu lượng tương ứng, mực nước tương ứng giữa trạm trên và trạm dưới. Mối quan hệ này được coi

là tuyến tính và được biểu diễn dưới dạng phương trình hồi quy. Các phương trình hồi quy dự báo mực nước cho trạm Tân Châu được xây dựng tương ứng theo thời gian lũ.

2.2. Phương pháp ứng dụngPhương pháp hồi qui bội có dạng

tổng quát sau:

0 .1

m

i j i j ij

Y a a X ε=

= + +∑

Trong đó: aj (j = 1 - m) là các tham số chưa biết

Ɛi là sai số ngẫu nhiên.Để chọn số nhân tố tối ưu cho phương

pháp và từ đó xác định điểm dừng của quá trình lọc đã sử dụng chỉ tiêu mức đảm bảo dự báo. Quá trình chọn lọc được dừng khi tìm được phương trình có mức đảm bảo dự báo cao nhất.

Hình 1: Sơ đồ thuật toán dự báo bằng phương pháp hồi quy bội

Nghiên cứu


Quá trình tuyển lọc các nhân tố được kiểm định qua các chỉ tiêu Fisher (F) và student (T). Ngoài ra, các phương trình hồi quy còn được đánh giá bằng các đặc trưng thống kê.

2.3. Xây dựng phương trình tương quan dự báo mực nước lớn nhất ngày trạm Tân Châu

Qua phân tích tương quan các yếu tố với mực nước lớn nhất trước 7 ngày của trạm Tân Châu, với chuỗi số liệu từ năm 2011 - 2016 đã xây dựng phương trình hồi qui dự báo mực nước lớn nhất trước 7

ngày trạm Tân Châu cho hai thời kỳ, thời kỳ lũ đầu mùa từ tháng 6 đến tháng 7, thời kỳ lũ chính vụ từ tháng 8 đến tháng 10.

Xây dựng phương trình hồi qui cho lũ đầu mùa (từ tháng 6 đến tháng 7)

Chuỗi số liệu từ tháng 6 đến tháng 7 từ năm 2011 - 2016 của mực nước lớn nhất trước 7 ngày trạm Tân Châu và biến tương quan (lưu lượng trước 4 ngày trạm Kratie, mực nước lớn nhất trước 7 ngày trạm Vũng Tàu) sử dụng tương quan Regression trong phần mềm SPSS đưa ra được phương trình tương quan như sau:

Bảng 1: Kết quả phương trình dự báo trước 7 ngày mực nước lớn nhất trạm Tân Châu

Ht+7TC = -139 + 0.0056 x Qt+4

Kratie + 0.62 x Ht+7

VT

Trong đó: Ht+7

TC: là mực nước tại trạm Tân Châu 7 ngày tới

Qt+4Kratie : là lưu lượng dự báo tại trạm

Kratie thời điểm t+4Ht+7

VT: là mực nước tại trạm tại Vũng Tàu 7 ngày tới

Xây dựng phương trình hồi qui cho lũ chính vụ (từ tháng 8 đến tháng 10).

Chuỗi số liệu từ tháng 8 đến tháng 10 từ năm 2011 - 2016 của mực nước lớn nhất trước 7 ngày trạm Tân Châu và biến tương quan (lưu lượng trước 4 ngày trạm Kratie, mực nước lớn nhất trước 7 ngày trạm Vũng Tàu và mực nước lớn nhất ngày trạm Tân Châu tại thời điểm làm dự báo) sử dụng tương quan Regression trong phần mềm SPSS đưa ra được phương trình tương quan như sau:

Bảng 2: Kết quả phương trình dự báo trước 7 ngày mực nước lớn nhất trạm Tân Châu

Nghiên cứu


Ht + 7TC = 2 + 0.0008Qt + 4

Kratie + 0.03Ht +

7VT + 0.91Ht

TC

Trong đó: Ht

TC: là mực nước tại thời điểm dự báo trạm Tân Châu;

Ht+7TC: là mực nước tại trạm Tân

Châu 7 ngày tới;Qt+4

Kratie : là lưu lượng dự báo tại trạm Kratie thời điểm t+4;

Ht+7VT: là mực nước tại trạm tại Vũng

Tàu 7 ngày tới. 3. Kết quả3.1. Kết quả mô phỏng Trên cơ sở chuỗi số liệu từ năm 2011

- 2014 mô phỏng lũ đầu mùa (từ tháng 6 đến tháng 7), lũ chính vụ (từ tháng 8 đến tháng 10) mực nước lớn nhất ngày cho trạm Tân Châu.

80

120

160

200

240

280

01-Jun

07-Jun

13-Jun

19-Jun

25-Jun

01-Jul

07-Jul

13-Jul

19-Jul

25-Jul

31-Jul

Thực Đo

Dự Báo

Đường quá trình mô phỏng và thực đo mực nước lớn nhất ngày lũ sớm trạm Tân Châu năm 2011H(cm)

Thời gian

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

01-Aug

07-Aug

13-Aug

19-Aug

25-Aug

31-Aug

06-Sep

12-Sep

18-Sep

24-Sep

30-Sep

06-Oct

12-Oct

18-Oct

24-Oct

30-Oct

Thực Đo

Dự Báo

Đường quá trình mô phỏng và thực đo mực nước lớn nhất ngày lũ chính vụ trạm Tân Châu năm 2011H(cm)

Thời gian

Hình 2: Quá trình mô phỏng mực nước lớn nhất ngày trạm Tân Châu năm 2011

80

120

160

200

240

280

01-Jun

07-Jun

13-Jun

19-Jun

25-Jun

01-Jul

07-Jul

13-Jul

19-Jul

25-Jul

31-Jul

Thực Đo

Dự Báo


Thời gian

100

150

200

250

300

350

01-Aug

07-Aug

13-Aug

19-Aug

25-Aug

31-Aug

06-Sep

12-Sep

18-Sep

24-Sep

30-Sep

06-Oct

12-Oct

18-Oct

24-Oct

30-Oct

Thực Đo

Dự Báo


Thời gian


80

120

160

200

240

280

01-Jun

07-Jun

13-Jun

19-Jun

25-Jun

01-Jul

07-Jul

13-Jul

19-Jul

25-Jul

31-Jul

Thực Đo

Dự Báo


Thời gian

100

150

200

250

300

350

400

450

500

01-Aug

07-Aug

13-Aug

19-Aug

25-Aug

31-Aug

06-Sep

12-Sep

18-Sep

24-Sep

30-Sep

06-Oct

12-Oct

18-Oct

24-Oct

30-Oct

Thực Đo

Dự Báo


Thời gian


Nghiên cứu


60

100

140

180

220

260

300

01-Jun

07-Jun

13-Jun

19-Jun

25-Jun

01-Jul

07-Jul

13-Jul

19-Jul

25-Jul

31-Jul

Thực Đo

Dự Báo


Thời gian

100

150

200

250

300

350

400

450

01-Aug

07-Aug

13-Aug

19-Aug

25-Aug

31-Aug

06-Sep

12-Sep

18-Sep

24-Sep

30-Sep

06-Oct

12-Oct

18-Oct

24-Oct

30-Oct

Thực Đo

Dự Báo


Thời gian

Hình 5: Quá trình mô phỏng mực nước lớn nhất ngày trạm Tân Châu năm 2014Bảng 3. Kết quả mô phỏng mực nước lớn nhất ngày trạm Tân Châu các năm

Năm Thời gian HMaxTĐ(cm)

Hmax DB(cm)

Sai số (cm)

Sai số lớn nhất(cm)

Mức đảm bảo (%)

2011 Lũ sớm 264 271 7 22 88Lũ chính vụ 486 486 0 30 86

2012 Lũ sớm 204 202 2 27 80Lũ chính vụ 325 322 3 17 90

2013 Lũ sớm 228 223 5 35 83Lũ chính vụ 435 436 1 23 83

2014 Lũ sớm 276 289 13 32 82Lũ chính vụ 395 397 2 27 91

Nhận xét:Dựa trên bảng 1 và các đường quá

trình hình 4 đến 7, ta có thể rút ra một số nhận xét như sau đối với phương án dự báo mực nước lớn nhất ngày tại các trạm theo phương pháp hồi quy bội:

- Về mặt xu thế, phương án có khả năng dự báo tương đối tốt về mặt xu thế, 2 đường thực đo và mô phỏng bám nhau tương đối xát, không có sự trễ pha.

- Về mặt trị số dự báo, phương án cho kết quả dự báo khá tốt. Sai số lớn nhất tại trạm dao động từ 17 - 35cm.

- Về mực nước lớn nhất: mực nước mô phỏng xuất hiện trùng thời gian với mực nước thực đo, mực nước lớn nhất mô phỏng cao hơn mực nước lớn nhất thực đo với chênh lệch mực nước mô phỏng và thực đo từ 0 - 13cm.

- Mức đảm bảo tại các trạm khá cao hầu hết là đạt trên 80%, một số năm đạt trên 90%.

3.2. Kết quả kiểm định

40

80

120

160

200

240

01-Jun

07-Jun

13-Jun

19-Jun

25-Jun

01-Jul

07-Jul

13-Jul

19-Jul

25-Jul

31-Jul

Thực Đo

Dự Báo

Đường quá trình kiểm định và thực đo mực nước lớn nhất ngày lũ sớm trạm Tân Châu năm 2015H(cm)

Thời gian

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

01-Aug

07-Aug

13-Aug

19-Aug

25-Aug

31-Aug

06-Sep

12-Sep

18-Sep

24-Sep

30-Sep

06-Oct

12-Oct

18-Oct

24-Oct

30-Oct

Thực Đo

Dự Báo


Thời gian

Hình 6: Quá trình kiểm định mực nước lớn nhất ngày trạm Tân Châu năm 2015

Nghiên cứu


40

80

120

160

200

240

01-Jun

07-Jun

13-Jun

19-Jun

25-Jun

01-Jul

07-Jul

13-Jul

19-Jul

25-Jul

31-Jul

Thực Đo

Dự Báo

Đường quá trình kiểm định và thực đo mực nước lớn nhất ngày lũ sớm trạm Tân Châu năm 2016H(cm)

Thời gian

100

150

200

250

300

350

01-Aug

07-Aug

13-Aug

19-Aug

25-Aug

31-Aug

06-Sep

12-Sep

18-Sep

24-Sep

30-Sep

06-Oct

12-Oct

18-Oct

24-Oct

30-Oct

Thực Đo

Dự Báo


Thời gian

Hình 7: Quá trình kiểm định mực nước lớn nhất ngày trạm Tân Châu năm 2016Bảng 4. Kết quả kiểm định mực nước lớn nhất ngày trạm Tân Châu các năm

Năm Thời gianHMax

thực đo (cm)

HMax mô phỏng

(cm)

Sai số (cm)

Sai số lớn nhất (cm)

Mức đảm bảo (%)

2015 Lũ sớm 177 178 1 20 89Lũ chính vụ 255 256 1 14 96

2016 Lũ sớm 184 182 2 18 86Lũ chính vụ 307 306 1 20 95

Trên cơ sở chuỗi số liệu từ năm 2015 - 2016 kiểm định lũ đầu mùa (từ tháng 6 đến tháng 7), lũ chính vụ (từ tháng 8 đến tháng 10) mực nước lớn nhất ngày cho trạm Tân Châu.

Nhận xétDựa trên Bảng 2 và các đường quá

trình hình 8, hình 9, ta có thể rút ra một số nhận xét như sau đối với phương án dự báo mực nước lớn nhất ngày tại các trạm theo phương pháp hồi quy bội:

- Về mặt xu thế, phương án có khả năng dự báo tương đối tốt về mặt xu thế, 2 đường thực đo và kiểm định bám nhau tương đối xát, không có sự trễ pha.

- Về mặt trị số dự báo, phương án cho kết quả dự báo khá tốt. Sai số lớn nhất tại các trạm dao động từ 14 - 20cm.

- Về mực nước lớn nhất: mực nước kiểm định xuất hiện trùng thời gian với mực nước thực đo, mực nước lớn nhất kiểm định chênh lệch mực nước lớn nhất thực đo từ 1 - 2cm.

- Mức đảm bảo tại trạm khá cao đều đạt trên 85%.

4. Thảo luậnPhương pháp hồi qui bội được áp

dụng để phục vụ dự báo mực nước trước 7 ngày lớn nhất tại trạm Tân Châu bắt đầu được thực hiện từ 15/6 đến 30/11 hàng năm với thời đoạn dự báo hạn ngắn 7 ngày. Áp dụng mô hình hóa trong nghiệp vụ dự báo giúp rút ngắn thời gian tính toán phục vụ ra bản tin và nâng cao chất lượng dự báo. Thống kê kết quả đánh giá dự báo từ mô hình so với số liệu thực đo tại trạm Tân Châu với chỉ tiêu sai số dự báo cho phép sau 7 ngày tại 2 trạm là 17cm đạt kết quả khá cao trên 80%. Kết quả so sánh đường quá trình mực nước dự báo và thực đo tại trạm được thể hiện trong hình 3,1 - 3,6. Kết quả tính toán chỉ ra rằng đường quá trình mực nước thực đo và dự báo có sự tương đồng cao về biên độ và hình dạng đường quá trình với mức đảm bảo đều đạt trên 80%, một số năm còn trên 90%, hệ số tương quan đường quá trình mực nước dự báo và thực đo dao động từ 0,82 - 0,86.

(Xem tiếp trang 121)

Nghiên cứu


NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG TƯỜNG CHĂN NGẦM LÀM TĂNG KHẢ NĂNG KHAI THÁC NƯỚC DƯỚI ĐẤT VÀ GIẢM

XÂM NHẬP MẶN ĐỐI VỚI CÁC TẦNG CHỨA NƯỚC VEN BIỂN TỈNH NINH THUẬN

Phạm Qúy Nhân1, Trần Vũ Long2,Trần Thành Lê1, Tạ Thị Thoảng1, Nguyễn Thế Chuyên3

1Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội2Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội

3Trung tâm Quy hoạch Tài nguyên nước Quốc giaTóm tắtĐặc điểm nổi bật của các vùng ven biển là nhu cầu cấp nước lớn do mật độ dân số

cao, các tầng chứa nước thường mỏng và bị xâm nhập mặn. Chính vì vậy, thiết kế xây dựng hệ thống cấp nước dưới đất cho những vùng này đòi hỏi đảm bảo lưu lượng khai thác nhưng không gây ra xâm nhập mặn. Phương pháp đo sâu điện và lấy mẫu phân tích thành phần hóa học được sử dụng xác định các cấu trúc địa chất thủy văn phù hợp và phương pháp mô hình số sử dụng đánh giá mức độ dâng cao mực nước trong vùng nghiên cứu. Kết quả là đã lựa chọn được vị trí xây dựng đập ngầm cho thấy khả năng khai thác nước dưới đất và tránh được hiện tượng xâm nhập mặn.

Từ khóa: Đập ngầm; Xâm nhập mặn; Khai thác nước dưới đất; Tầng chứa nước ven biển; Tỉnh Ninh Thuận

Abstract

A study on construction of ground dams in order to increase the possibility of ground water abstraction without salt intrusion in coastal aquifers in Ninh Thuan provinceTypical characteristics of coastal area are the big demand of water supply due

to density population and coastal aquifers with fresh-salt water interface. Therefore, design and construction of water wells in this area is the need to avoid the salt water intrusion. Using the vertical electrical sounding (VES) and chemical water sampling in order to choose the proper hydrogeological structure for ground dams and ground water modeling in order to assess the possibility of ground water level rise in the study area. The study result has chosen a location for ground dam which consequently shows that possibility for ground water abstraction without salt intrusion.

Keywords: Ground dam; Salt intrusion; Groundwater abstraction; Coastal aquifers; Ninh Thuan province

1. Đặt vấn đềNinh Thuân là một tỉnh ven biển

thuộc Nam Trung Bộ. Đây là vùng có khí hậu khắc nghiệt, lượng mưa ít thường gây ra hạn hán và xâm nhập mặn (XNM) trong đó có XNM của các tầng chứa nước (TCN) ven biển. Đề xuất các giải pháp công nghệ nhằm khai thác bền vững nước dưới đất (NDĐ), giảm thiểu

xâm nhập mặn sẽ góp phần vào khai thác bền vững nước cho các TCN thuộc dải ven biển miền Trung trong đó có tỉnh Ninh Thuận. Có nhiều giải pháp được đề xuất để tăng cường khai thác NDĐ trong vùng nghiên cứu để bổ xung sự thiếu hụt nguồn cung cấp trong mùa khô. Các giải pháp đó có thể kể đến đó là đề xuất bổ xung nhân tạo cho NDĐ (Nguyễn Thị

Nghiên cứu


Kim Thoa, 2006), đập dâng tạm thời tại các sông, suối (Nguyễn Quốc Dũng, 2019) [1]. Tuy nhiên các giải pháp đó đều đòi hỏi làm tăng nguồn bổ cập và trữ nước để đảm bảo khai thác vào mùa khô và điều này thường được thực hiện ở vùng nằm sâu đất liền, xa biển. Đặc điểm nổi bật của các vùng ven biển là nhu cầu cấp nước lớn do mật độ dân số cao, các TCN thường mỏng và bị XNM. Một trong những giải pháp được đề xuất đó là xây dựng các đập ngầm tại các cấu trúc địa chất thủy văn phù hợp sẽ làm tăng mực nước ngầm và giảm XNM khi khai thác NDĐ.

Đập ngầm là công trình được thiết kế để dâng dòng chảy nước ngầm tự nhiên, nhằm giữ nước trong các TCN, ngoài ra đập ngầm còn có thể ngăn mặn trữ ngọt, để cung cấp cho các nhu cầu dùng nước (Nilsson, 1988) [5]. Tại Châu Âu, một số dự án xây dựng đập ngầm đã được tiến hành ở Đức, Pháp và Ý và đập được sử dụng chủ yếu để nâng cao mực nước ngầm. Đập ngầm phục vụ mục đích chứa nước trong TCN ngầm hiện có đã được xây dựng tại Hy Lạp và đập ngầm hoạt động chủ yếu để bảo vệ chống lại xâm nhập của nước biển vào TCN ngọt đã được đề xuất xây dựng tại Nam Tư và Hy Lạp (Nilsson, 1988) [5]. Ở Việt Nam, Nguyễn Quốc Dũng & nnk cũng đã tiến hành thử nghiệm xây dựng đập ngầm tại Lai Châu (2013), Bình Thuận (2019) nhằm dâng cao nước ngầm và khai thác NDĐ bền vững vào mùa khô tuy nhiên các công trình đó chưa quan tâm đến giảm thiểu XNM.

Công trình nghiên cứu này tập trung vào khu vực Ninh Thuận, một vùng khan hiếm nước và xảy ra XNM trong quá trình khai thác NDĐ các TCN ven biển nhằm đảm bảo hoạt động của các công trình khai thác này đảm bảo về số lượng và tránh XNM đặc biệt vào mùa khô hạn

2. Phương pháp nghiên cứuĐể lựa chọn, thiết kế và xây dựng đập

ngầm trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận, nhóm tác giả đã lựa chọn các phương pháp khác nhau nhằm đưa ra được phương án khả thi nhất. Cấu trúc địa chất thủy văn địa bàn tỉnh Ninh Thuận đã có nhiều công trình nghiên cứu (Nguyễn Minh Khuyến, 2009; Nguyễn Văn Sáng, 2013, Nguyễn Thị Kim Thoa, 2006). Tuy nhiên, để có thể tìm hiểu sâu hơn với tỷ lệ lớn, một số tuyến địa vật lý đo sâu điện (VES) đã được tiến hành triển khai bổ xung. Mục đích của các tuyến đo địa vật lý này là nhằm xác định sự phân bố của các lớp cách nước, thấm nước yếu, TCN cũng như sự phân bố ranh giới mặn nhạt của các TCN (Tạ Thị Thoảng, 2018). Kết quả này cũng được kiểm tra theo kết quả lấy mẫu nước phân tích thành phần hóa học của NDĐ, nước mặt và nước sông. Các mẫu được lấy ở các đối tượng khác nhau theo 02 mùa và được phân tích ở các phòng thí nghiệm đạt tiêu chuẩn.

Sau khi lựa chọn được các tuyến xây dựng đập ngầm, mô hình NDĐ sẽ được xây dựng và kiểm nghiệm theo kết quả mô phỏng của mô hình. Mô hình được xây dựng dựa vào phần mềm Visual MODFLOW trên cơ sở các dữ liệu được thu thập và điều tra bổ xung. Dữ liệu về giá trị cung cấp thấm được sử dụng trên cơ sở kết quả chạy mô hình WETSPA với các kịch bản biến đổi khí hậu cho vùng nghiên cứu. Mô hình được chỉnh lý của mô hình được dựa trên số liệu quan trắc mực nước của các lỗ khoan quan trắc cũng như xem xét cân bằng nước. Các kịch bản về tường chắn ngầm với các vị trí khác nhau được đưa vào trong mô hình và dự báo về sự thay đổi mực nước ở các mùa khác nhau. Kết quả mực nước biến đổi trong mô hình sẽ cho phép quyết định lựa chọn tuyến để từ đó xây dựng thiết kế cho đập ngầm này

Nghiên cứu



3.1. Kết quả lựa chọn vị trí xây dựng đập ngầm

Trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận, 16 tuyến đo sâu điện (VES) và 45 mẫu nước đã được lấy để phân tích thành phần hóa học của nước. Vị trí các tuyến đo địa vật lý cũng như điểm lấy mẫu được thể hiện trên Hình 1

Kết quả giải đoán cấu trúc địa chất thủy văn cũng như ranh giới mặn nhạt được tiến hành trên tuyến 1

Hình 1: Vị trí các tuyến đo sâu điện và điểm lấy mẫu nước trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

Hình 2: Kết quả giải đoán tài liệu đo địa vật lý trên tuyến đo 1Trên cơ sở đó, nhóm tác giả đã lựa

chọn vùng xây dựng tường chắn với các tiêu chí như sau:

- Vùng được lựa chọn nên là cấu trúc địa chất thủy văn kín hoặc gần kín nghĩa là các lớp hoặc TCN nằm trên các địa tầng cách nước dạng bồn.

- Gần đới bờ, nơi mà tập trung dân cư cao để có thể đáp ứng nhu cầu cấp nước ở vùng chịu ảnh hưởng XNM.

- Diện tích vùng thu nước đủ lớn để đảm bảo mực nước dâng cao vào mùa khô.

- Chiều dày lớp hoặc TCN không lớn.- Tuyến đập ngầm bố trí hạ lưu và

vuông góc với hệ thống đường dòng ngầm - Tuyến đập nguồn được lựa chọn sẽ

đưa vào đánh giá tính khả thi là tuyến bố trí trên địa bàn Hố Bình - Hố Quạt, tỉnh Ninh Thuận.

Nghiên cứu


3.2. Kết quả đánh giá tính khả thi của đập ngầm

Để đánh giá tính khả thi của công trình, nhóm tác giả xây dựng mô hình số NDĐ mô phỏng lại hiện trạng và dự báo sự biến động của NDĐ sau khi xây dựng đập ngầm. Mô hình này được chi tiết cho vùng nghiên cứu và trích xuất từ mô hình MODFLOW được xây dựng cho toàn bộ địa bàn tỉnh Ninh Thuận. Lưới sai phân hữu hạn kích thước 30 x 30 m. Mô hình có chiều dài 3000 m và chiều rộng 2600 m. TCN trong khu vực nghiên cứu là TCN không phân chia có chiều dày là tương đối mỏng khoảng 10 m. Hệ số thấm K = 10 m/ngày. Dữ liệu đầu vào được đưa vào ở đây là dữ liệu lượng mưa và bốc hơi trong khu vực. Khu vực phía Đông của mô hình được đặt biên tổng hợp mô phỏng khu vực tiếp xúc với nước biển của TCN. Mô

hình được chạy trong 365 ngày bao gồm 2 mùa mưa và mùa khô. Bước thời gian chạy 365 bước tương ứng với 01 ngày/bước.

Hình 3: Vị trí đập ngầmKết quả phân tích hướng dòng chảy

NDĐ sau khi mô hình được chỉnh lý vị trí đặt đập ngầm hoàn chỉnh được lựa chọn như sau:

Kết quả mô phỏng của 2 mô hình có và không có đập ngầm được lấy đại diện theo mùa khô và mùa mưa để so sánh.

Hình 4: Mực nước dự báo phía trước đập ngầm trong 2 trường hợp: a) đường màu xanh (phía trên) thể hiện mực nước dâng lên sau khi xây dựng đập b) đường màu đỏ (phía

dưới) thể hiện mực nước trước khi xây dựng đập

Hình 5: Mực nước dự báo phía trước và phía sau đập ngầm sau khi xây dựng đập a) đường màu xanh (phía trên) thể hiện mực nước dâng lên phía trước đập b) đường màu

đỏ (phía dưới) thể hiện mực nước phía sau đập

Nghiên cứu


Đồ thị mực nước thể hiện trên Hình 4, 5 cho thấy mực NDĐ đã tăng đáng kể từ 0,2 - 2,0 m ở phía trước đập vào cả mùa mưa lẫn mùa khô. Mực nước phía sau thân đập chỉ giảm đôi chút vào mùa mưa mà thôi.

Trên cơ sở cấu trúc tuyến đập ngầm được lựa chọn, bản vẽ thiết kế chi tiết như sau:

Hình 6: Vị trí tuyến đập ngầm trên mặt bằng

Hình 7: Mặt cắt tuyến đập ngầm

Nghiên cứu


4. Kết luậnCác TCN ven biển miền Trung, đặc

biệt là vùng Ninh Thuận có đặc điểm là chiều dày mỏng, khả năng XNM khi khai thác NDĐ là rất lớn. Trong nhiều trường hợp do chiều dày các TCN mỏng, các lỗ khoan khai thác nước vào mùa khô không thể hoạt động do sự suy giảm mực nước. Giải pháp xây dựng đập ngầm làm tăng khả năng khai thác NDĐ và tránh XNM đối với các TCN ven biển miền Trung, đặc biệt như vùng khô hạn tỉnh Ninh Thuận là khả thi và có hiệu quả.

Kết quả phân tích cấu trúc địa chất thủy văn và đánh giá khả năng xây dựng đập ngầm tại tỉnh Ninh Thuận đã lựa chọn được vị trí tại xã Hố Bình, huyện Ninh Hải. Mực nước sau khi xây dựng đập có thể dâng lên từ 0,2 - 2,0 m và hoàn toàn có thể ngăn chặn XNM do khai thác nước gây ra.

Lời cảm ơn: Nghiên cứu này là một phần sản phẩm đề tài cấp Nhà nước “Nghiên cứu các giải pháp khoa học, công nghệ hạn chế XNM đối với các TCN ven biển miền Trung trong bối cảnh biến đổi khí hậu; ứng dụng thí điểm cho công trình cụ thể trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận” thuộc “Chương trình Khoa học và công nghệ ứng phó với biến đổi khí hậu, quản lý tài nguyên và môi trường” giai đoạn 2016 - 2020, Mã số BĐKH/16-20, chúng tôi xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO[1]. Nguyễn Quốc Dũng (2019). Nghiên

cứu xây dựng mô hình lưu giữ nước phục vụ cấp nước sạch hiệu quả cho vùng khô hạn khan hiếm nước Ninh Thuận - Bình Thuận. Đề tài Độc lập cấp Nhà nước Mã số: ĐTĐL-CN.63/15.

[2]. Liên đoàn ĐCTV - ĐCCT miền Trung (2013). Lập bản đồ địa chất thuỷ văn tỷ lệ 1/50.000 các tỉnh Ninh Thuận và Bình Thuận. Lưu trữ Trung tâm Quy hoạch và

Điều tra Tài nguyên nước Quốc gia.[3]. Cục Quản lý tài nguyên nước (2009).

Nghiên cứu mối quan hệ giữa các tầng, phức hệ chứa nước với tiềm năng tài nguyên nước và đề xuất giải pháp trữ nước và bổ sung nhân tạo NDĐ. Thí điểm áp dụng cho lưu vực sông Cái (Kinh Dinh) tỉnh Ninh Thuận. Lưu trữ Cục Quản lý Tài nguyên nước.

[4]. Adrian D.Werner, Jame D.Ward, Leanne K.Morgan, Craig T.Simmons, Neville I.Robinson, and Micheal D.Teubner (2012). Vulnerability Indicators of Sea Water Intrusion. Ground Water, Vol. 50(1), pp. 48 - 58.

[5]. Nilsson, A. (1988). Groundwater dams for small-scale water supply. Intermediate Technology Publications Ltd., London.


Nghiên cứu


NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG PHÁT SINH CHẤT THẢI Y TẾ TẠI BỆNH VIỆN ĐA KHOA SƠN TÂY, ĐỀ XUẤT

BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ QUẢN LÝNguyễn Thị Bình Minh, Bui Thị Thanh Thủy, Phạm Đức Tiến

Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà NộiTóm tắtNghiên cứu này được thực hiện nhằm đánh giá hiện trạng phát sinh chất thải y tế

từ các hoạt động khám chữa bệnh và nghiên cứu của bệnh viện Đa khoa Sơn Tây. Bài báo sử dụng phương pháp khảo sát thực địa, phân tích mẫu nước thải để từ đó đánh giá được hiệu quả quản lý chất thải rắn và xử lý nước thải ở bệnh viện Đa khoa Sơn Tây. Các kết quả khảo sát hiện trạng, phân tích chất lượng nước thải trong khu vực bệnh viện cho thấy hiện nay việc quản lý chất thải y tế tại bệnh viện còn nhiều bất cập, gây ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe con người. Trên cơ sở đánh giá, phân tích nguyên nhân, các biện pháp nhằm nâng cao hiệu quả quản lý chất thải y tế tại bệnh viện đa khoa Sơn Tây đã được đề xuất bao gồm: tăng cường giáo dục tuyên truyền, đầu tư trang bị các thiết bị thu gom và lưu trữ chất thải rắn nguy hại, cải tạo lại hệ thống xử lý nước thải.

Từ khóa: Chất thải y tế: Quản lý môi trường; Chất thải nguy hại; Bệnh viện đa khoa Sơn Tây.

AbstractAssessing current status of medical waste generation and proposing sollutions to

improve management effectiveness in Son Tay general hospitalThis research aims to assess current status of medical waste generation from

medical activities in Son Tay general hospital. The results of waste water quality analysis show the inadequacy of medical waste management in Son Tay hospital, causing the risk of environmenal pollutiont and human health. Based on results analysis, measures to improve the medical waste management effectiveness in Son Tay general hospital are proposed including strengthening environmental education, investing on hazardous solid waste storage and collection equipments, renovating wastewater treatment system.

Keywords: Medical waste; Environmental management; Hazardous waste; Son Tay general hospital.

1. Đặt vấn đềCùng với sự chú trọng phát triển

mạnh về kinh tế xã hội, tại các đô thị việc nâng cao sức khỏe nhân dân cũng được coi là một nhiệm vụ chính trị vô cùng quan trọng. Ngành y tế với hệ thống các cơ sở khám chữa bệnh là một trong những yếu tố giúp thực hiện nhiệm vụ này thành công. Vì lý do đó, hiện nay hệ thống các cơ sở y tế không ngừng được

tăng cường mở rộng và hoàn thiện phục vụ cho nhu cầu khám chữa bệnh và chăm sóc sức khỏe nhân dân. Tuy nhiên cũng như các hoạt động khác trong xã hội, quá trình hoạt động của hệ thống y tế nhất là các bệnh viện đã tạo ra một lượng lớn các loại chất thải như là chất thải rắn và nước thải. Trong đó, đặc biệt chú ý là lượng và thành phần của chất nguy hại. Hiện nay, việc quản lý chất thải y tế, chủ yếu là chất

Nghiên cứu


thải rắn và lỏng, đang là một vấn đề môi trường được quan tâm tại các đô thị ở Việt Nam. Theo thống kê từ Bộ Y tế, mỗi ngày hơn 13 nghìn cơ sở y tế trên cả nước đã phát sinh khoảng 450 tấn chất thải rắn trong đó chất thải nguy hại chiếm hơn 10% [1]. Lượng chất thải rắn nguy hại này chứa nhiều tác nhân gây nguy hiểm cho sức khỏe con người cũng như môi trường, nhưng cho đến nay việc quản lý chất thải nguy hại tại các bệnh viện cũng còn nhiều bất cập. Bệnh viện Đa khoa Sơn Tây là một trong những bệnh viện hạng II tuyến thành phố, phụ trách việc khám chữa bệnh của nhân dân phía Tây Thủ đô, cụ thể là khu vực Thành phố Sơn Tây và một số huyện lân cận. Với vai trò quan trọng và ảnh hưởng nhiều đến cộng đồng dân cư như vậy, nhóm tác giả đã thực hiện nghiên cứu khảo sát hiện trạng phát sinh chất thải nguy hại tại bệnh viện Đa khoa Sơn Tây từ đó đưa ra các đánh giá về hoạt động quản lý chất thải làm cơ sở đề xuất các biện pháp nâng cao chất lượng quản lý chất thải nguy hại tại bệnh viện.

2. Tổng quan hoạt động của bệnh viên Đa khoa Sơn Tây

Bệnh viện Đa khoa Sơn Tây có địa chỉ tại phố Hồng Hà, phường Lê Lợi, thị xã Sơn Tây nằm trên khuôn viên có diện tích 23.693,6 m2. Bệnh viện Đa khoa Sơn Tây không những khám chữa bệnh cho nhân dân Thị xã Sơn Tây mà còn khám chữa bệnh cho nhân dân các huyện lân cận như huyện Ba Vì, huyện Phúc Thọ, huyện Thạch Thất, huyện Quốc Oai, huyện Đan Phượng và một số xã thuộc các huyện của các tỉnh lân cận như: tỉnh Vĩnh Phúc, tỉnh Phú Thọ và tỉnh Hoà Bình. Hiện nay bệnh viện được định biên 400 giường. Với cơ sở vật chất cũ, chật hẹp, manh mún, xuống cấp như hiện tại, bệnh viện không đáp ứng được công tác khám chữa bệnh.

Bệnh viện có sự bất cập trong sắp xếp các khoa phòng, các khoa Hồi sức cấp cứu, Nội Tim mạch, khoa Nhi ở vị trí rất xa khoa Khám bệnh và khối Cận lâm sàng nên đi lại gặp nhiều khó khăn; hệ thống nhà cầu trong bệnh viện chưa xây dựng nên việc chuyển bệnh nhân đi xét nghiệm, đi mổ gặp nhiều khó khăn khi trời mưa; hệ thống giao thông nội bộ được rải bê tông nhưng mặt không nhẵn nên bị xóc khi bệnh nhân đi bằng xe đẩy; hệ thống thoát nước mặt không có tấm đan che đậy. Mặt khác, diện tích chật hẹp nên chưa có điều kiện để tách các khoa phòng còn thiếu như: khoa Lão, khoa Ung bướu, khoa Thần kinh - tâm thần, khoa Thăm dò chức năng,...theo quy chế bệnh viện do Bộ Y tế ban hành.

Do bệnh nhân đông nên các khoa phòng phải nằm ghép như: khoa Phụ sản, Nội Tim mạch, Hồi sức cấp cứu, Nội tổng hợp. Trong đó hầu hết các khoa phòng đã được xây dựng từ trước những năm 2000, đặc biệt là khoa Phụ sản, khoa Ngoại tổng hợp được xây dựng từ năm 1990, chất lượng công trình đã xuống cấp trầm trọng, khoa phòng chật hẹp, ẩm thấp, bệnh viện đã chủ động cải tạo sửa chữa nhiều lần nhưng chưa đáp ứng được nhu cầu khám chữa bệnh. Về diện tích hiện tại toàn bộ bệnh viện có 15 hạng mục công trình, diện tích sàn khoảng 16.240 m2. Đối chiếu với tiêu chuẩn thiết kế hiện hành áp dụng với bệnh viện đa khoa khoảng 90 m2 - 100 m2/1 giường bệnh với chỉ tiêu được giao 440 giường bệnh của bệnh viện cần diện tích khoảng 39.600 m2 - 44.000 m2 mới đạt yêu cầu về diện tích sử dụng.

Bệnh viện đã có 15 khối nhà, trong đó có những khối nhà cao tầng; quy mô 440 giường bệnh nội trú, 22 khoa và 4 phòng chức năng; gần 400 cán bộ, viên chức, người lao động.

Nghiên cứu


Bảng 1. Tổng hợp diện tích sàn các khối công trình toàn bệnh viện Sơn TâyTT Hạng mục Diện tích sàn (m2) Năm XD1 Khối nhà Lãnh đạo, tổ chức hành chính 642,4 19992 Lãnh đạo, kế hoạch tổng hợp, tài chính kế toán 656,4 19993 Nhà đông y, TMH 822,9 20074 Khoa dinh dưỡng 750,8 20005 Khoa dược 556,0 20096 Khoa Nhi 1.134,6 20097 Khoa Nội tim mạch - Não học 556 20008 Khoa hồi sức cấp cứu, khoa Mắt 1.297,4 19959 Khoa phẫu thuật, gây mê, hồi sức 2.020,6 200210 Khoa chống nhiễm khuẩn 535,0 200511 Khoa nội tổng hợp 752,8 199012 Trung tâm kỹ thuật cao 1.883,1 200513 Khoa khám bệnh và điều trị ngoại trú 1.337,4 200014 Khoa sản, khoa ngoại tổng hợp 2.453,2 199015 Khoa truyền nhiễm, lao 841,0 2003

Tổng cộng 16.239,6

3. Kết quả khảo sát hiện trạng quản lý chất thải tại bệnh viên Đa khoa Sơn Tây

3.1. Các nguồn chất thải tại bệnh viện đa khoa Sơn Tây

Chất thải nguy hại là một phần của chất thải y tế. Trong đó theo thông tư liên

tịch số 58/2015/TTLT-BYT-BTNMT - Quy định về quản lý chất thải y tế được Bộ Y tế - Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành ngày 31/12/2015 thì chất thải y tế được định nghĩa là chất thải phát sinh trong quá trình hoạt động của các cơ sở y tế, bao gồm chất thải y tế nguy hại, chất thải y tế thông thường và nước thải y tế.

Hình 1: Sơ đồ các nguồn chất thải tại bệnh việnTrong đó chất thải y tế nguy hại lại

được phân chia theo đặc tính thành các nhóm như Hình 2 [2].

Bệnh viện đã có hệ thống thoát nước thải, nước thải của bệnh viện đã được thu gom và đưa về trạm xử lý nước thải ở phía Đông của Bệnh viện, công suất trạm xử lý nước thải khoảng 100 m3/ngđ. Nước thải sau khi xử lý được thoát ra hồ về phía Đông của bệnh viện. Hệ thống thoát nước thải và xử lý nước thải của bệnh viện có hệ thống đường ống được xây dựng đã lâu và cải tạo nâng cấp qua nhiều thời kỳ nên đã

xuống cấp và không đồng bộ. Công nghệ trạm xử lý nước thải hiện nay là DEWA đã lạc hậu (Hình 3), nước thải sau khi xử lý chưa đạt tiêu chuẩn và được xả ra hồ gây nên ô nhiễm môi trường.

Bùn của trạm xử lý nước thải được lưu giữ trong bể lắng và định kỳ sẽ được vận chuyển và xử lý bởi Công ty Môi trường Đô thị Sơn Tây. Trong quá trình nghiên cứu, nhóm tác giả đã thu thập và phân tích mẫu nước thải phát sinh tại khu vực bệnh viện. Kết quả phân tích được thể hiện ở Bảng 2.

Nghiên cứu


Hình 2: Phân loại chất thải rắn y tế

Hình 3: Công nghệ xử lý nước thảiBảng 2. Kết quả phân tích mẫu nước thải sau xử lý tại Bệnh viện Đa Khoa Sơn Tây

TT Chỉ tiêu Đơn vị Mẫu NT 01 Mẫu NT021 pH - 7,1 7,12 TSS mg/l 106 283 COD mg/l 158 1474 BOD5 mg/l 108 1265 NH4+ mg/l 28,3 18,66 NO3- mg/l 2,7 23,2

Nghiên cứu


TT Chỉ tiêu Đơn vị Mẫu NT 01 Mẫu NT027 PO43- mg/l 2,3 1,28 Sunfua mg/l 0,72 0,139 Dầu mỡ Mg/l 2,5 1,110 Salmonella MNP/100ml KPH KPH11 Shigella MNP/100ml KPH KPH12 Vibrio Choleare MNP/100ml KPH KPH13 Tổng Coliform MNP/100ml 18.700 2.200

Hình 4: Thùng thu gom rác thải trong khuôn viên bệnh viện

Hình 5: Thùng rác Khoa truyền nhiễm được để lộ thiên và không có nắp đậyChất thải rắn: Toàn bộ chất thải rắn

của bệnh viện được thu gom và thuê đơn vị vệ sinh môi trường của Thị xã xử lý. Chất thải nguy hại phát sinh tại bệnh viên đa khoa Sơn Tây ước tính khoảng 591 kg/tháng, trong đó chất thải lây nhiễm 590 kg/tháng và chất thải nguy hại không lây nhiễm khoảng 1 kg/tháng.

Các thùng rác nguy hại của bệnh viện không có nắp đậy, không có khu cách ly riêng khiến cho vi khuẩn dễ phát tán ra môi trường xung quanh. Vị trí đặt thùng rác đặt khá xa khu khám chữa bệnh để tránh mùi cũng như vi khuẩn, ruồi nhặng, nhưng cũng vì thế mà gây bất tiện cho người dân khi muốn vứt rác.

3.2. Đề xuất biện pháp nâng cao hiệu quả quản lý chất thải tại bệnh viện Đa khoa Sơn Tây

3.2.1. Các biện pháp chungNhư vậy các vấn đề chính còn tồn tại

trong công tác quản lý chất thải tại bệnh viên đa khoa Sơn Tây như sau:

(1) Hệ thống xử lý nước thải công suất không đáp ứng được nhu cầu thực tế cũng như yêu cầu chất lượng.

(2) Hệ thống thu gom chất thải rắn, nhất là chất thải rắn nguy hại chưa được kiểm soát tốt. Phương tiện thu gom, kho lưu giữ đều chưa tuân thủ theo quy định.

Nghiên cứu


(3) Các quy định, hướng dẫn về kiểm soát chất thải trong bệnh viện chưa có.

Vì vậy các biện pháp đề xuất nâng cao hiệu quả cũng được đề xuất để giải quyết các vấn đề như trên, nếu như vấn đề (1) yêu cầu cần sự bố trí nguồn vốn lớn cũng như phải được thực hiện đồng bộ cùng với việc xây dựng mở rộng bệnh viện nên khó có thể giải quyết ngay thì việc ban hành các quy định, hướng dẫn, tập huấn và tuyên truyền cho cán bộ nhân viên bệnh viện cũng như bệnh nhân và người nhà bệnh nhân sẽ giúp vừa cải thiện vấn đề (2) cũng như giải quyết vấn đề (3). Ngoài ra một trong những biện pháp có thể thực hiện ngay đó là việc giảm thiểu lượng chất thải nguy hại, nhất là chất thải rắn nguy hại phát sinh.

3.2.2. Giảm thiểu chất thải Nếu như phần lớn các loại chất thải

rắn bệnh viện nguy hại đều có tính lây nhiễm và mang tính đặc thù so với các loại chất thải rắn khác. Trong nhóm chất thải này, các thành phần chất thải dựa trên đặc tính lý hóa thì tỷ lệ các thành phần có thể tái chế là khá cao, chiếm trên 25% tổng lượng chất thải bệnh viện, đây là các thành phần nhựa từ xi lanh, dây tiêm truyền, bình truyền dịch,... [3]. Nếu kiểm soát và giảm thiểu được nhóm chất thải này, chúng ta có thể tiết kiệm chi phí cho việc xử lý chất thải và thực hiện quy trình

tái sử dụng và tái chế; tạo ra lợi ích cho môi trường như giảm nhu cầu và tần xuất xử lý chất thải rắn y tế, giảm tiêu thụ các nguồn tài nguyên năng lượng khác nhau và giảm khối lượng chất thải phải tiêu hủy sau khi đã được xử lý; ngoài ra việc khử khuẩn sơ chế loại rác thải này cũng làm giảm thiểu phơi nhiễm với mầm bệnh từ chất thải lây nhiễm và tổn thương do vật sắc nhọn.

Việc giảm thiểu chất thải thông qua tăng cường tái chế là nội dung hiệu quả nhất, giảm thiểu có thể được coi là sự tối ưu hóa quá trình với việc sản xuất ra lượng sản phẩm cao nhất, nhưng thải ra môi trường một lượng chất thải thấp nhất. Quá trình này đòi hỏi phải vận dụng kỹ năng hiểu biết không chỉ về sản phẩm, dòng thải như tái chế hay tái sử dụng, mà còn phải nắm rõ về quá trình sản xuất, loại nguyên nhiên liệu hay năng lượng sử dụng cho đầu vào. Ý tưởng của giảm thiểu chất thải không phải là áp dụng những tiến bộ công nghệ để xử lý chất thải mà là sử dụng các công nghệ và nguồn lực hiện có để thu được kết quả tốt nhất trong công tác quản lý chất thải.

Để giảm thiểu chất thải bệnh viện bền vững, có thể giảm thiểu chất thải ngay tại nơi phát sinh, hoặc thông qua việc kiểm soát kế hoạch mua dược phẩm, vật tư y tế với số lượng phù hợp, tránh để tồn kho phải thải bỏ do quá hạn sử dụng.

Hình 6: Các hình thức giảm thiểu chất thải bệnh viện3.2.3. Tập huấn, tuyên truyền về

công tác quản lý chất thải y tế Hàng năm cần xây dựng chương trình

đào tạo riêng cho từng nhóm đối tượng

trong số các nhân viên trong cơ sở y tế Chương trình đào tạo cần được xây dựng riêng phù hợp cho từng nhóm, có thể chia thành 6 nhóm đối tượng như Hình 7.

Nghiên cứu


Hình 7: Các nhóm tập huấnHoạt động đào tạo cần được thực

hiện đánh giá thường xuyên hiệu quả. Để đánh giá hiệu quả đào tạo cần làm rõ mục tiêu có thực hiện được, nội dung có logic, gắn kết, cân đối với nhau và bám sát mục tiêu được cập nhật. Vì thế công tác giám sát, kiểm tra đánh giá sẽ dựa trên đề cương môn học như mục đích, mục tiêu môn học, thái độ học tập, phương pháp giảng dạy và chuẩn mực đánh giá. Cán bộ chịu trách nhiệm quản lý đào tạo căn cứ đề cương môn học để lập kế hoạch, tổ chức, chỉ đạo, kiểm tra, giám sát toàn bộ quá trình dạy học như tiến trình, nội dung, khối lượng kiến thức, ý thức kỉ luật,...

4. Kết luận Với thời gian hoạt động đã hơn 20

năm từ khi được đầu tư xây dựng, hiện nay hệ thống thu gom và xử lý nước thải tại bệnh viện Đa khoa Sơn Tây đã xuống cấp và làm gia tăng nguy cơ gây ô nhiễm môi trường qua việc rò rỉ nước thải chứa nhiều mầm bệnh. Bên cạnh nước thải, các loại chất thải rắn nhất là chất thải rắn nguy hại hiện chưa được thu gom và phân loại đồng bộ, trang thiết bị thu gom còn thiếu, nơi lưu trữ chưa đảm bảo. Điều này cũng tạo ra sự mất an toàn cho cộng đồng dân cư trong khu vực. Để khắc phục tình trạng ô nhiễm do chưa quản lý tốt nước thải và

chất thải rắn nguy hại, nhóm nghiên cứu đã đưa ra một số đề xuất nhằm nâng cao hiệu quả quản lý chất thải tại bệnh viện đa khoa Sơn Tây. Trong đó các giải pháp ưu tiên đầu tiên sẽ là giải pháp tăng cường giáo dục tuyên truyền, tiếp đó việc đầu tư hoàn thiện cho các phương tiện thu gom cũng như lưu giữ chất thải rắn nguy hại cũng cần được thực hiện sớm; việc xây dựng cải tạo lại hệ thống xử lý nước thải bệnh viện do có yêu cầu về nguồn vốn lớn cũng sự cần đồng bộ với hạ tầng kỹ thuật khu vực có thể triển khai trong tương lai theo kế hoạch chung của thành phố.

TÀI LIỆU THAM KHẢO[1]. Lê Minh Sang (2011). Báo cáo rà

soát chính sách liên quan đến quản lý chất thải y tế và đề xuất chỉnh sửa.

[2]. Cục Quản lý Môi trường, Bộ Y tế (2011). Hướng dẫn xử lý chất thải y tế lây nhiễm sử dụng công nghệ vi sóng.

[3]. Health Care Waste Management Manual. Philippine.

[4]. Kemp, J.E., Morrison, G.R., & Ross, S.V., (2004). Design effective instruction (4th Ed.)

[5]. World Health Organization (2013). Safe management of wastes from health-care activities. Second edition.


Nghiên cứu


ỨNG DỤNG IoT VÀO BÀI TOÁN QUẢN LÝ THIẾT BỊ ĐIỆN TỰ ĐỘNG TRONG TRƯỜNG ĐẠI HỌC

Nguyễn Thị Hồng Loan1, Phạm Ngọc Thạch2

1Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội2Đại học Y Hà Nội

Tóm tắtMạng lưới vạn vật kết nối (IoT) đang là một xu hướng phát triển nổi bật của

ngành công nghệ thông tin. Với mục tiêu, làm cho thế giới thông minh hơn, IoT đã và đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như giao thông, nông nghiệp, y tế. Điều khiển các thiết bị điện, điện tử cũng là một trong những ứng dụng của IoT. Với mục đích xây dựng ứng dụng điều khiển bán tự động hệ thống điện trong trường đại học, qua quá trình nghiên cứu nhóm tác giả đã phát triển thành công ứng dụng dựa trên nền tảng dịch vụ đám mây của Google, thiết bị IoT ESP 8266 và một số thiết phục vụ cho điều khiển thiết bị điện. Nội dung bài báo chủ yếu trình bày giải pháp, kiến trúc để xây dựng một hệ thống điều khiển thiết bị điện thông qua ứng dụng di động được phát triển trên nền tảng Anroid.

Từ khóa: IoT; Tự động; Điều khiển thiết bị điện; Cơ sở dữ liệu thời gian thực.Abstract

Application of IoT into managing electric devices in schoolsIoT (Internet of things) with the primary aim of “making our world smarter”

has become an emerging trend in information technology field recently. It has been applied in many fields such as transportation, agriculture and public health. In this study developed a system that controls and monitors electric devices in a university using Google cloud service, ESP 8266 IoT board and other equipment such as infared sensors. This paper focuses on the solutions and structure to develop an electric controlling and monitoring system through Android mobile application.

Keywords: IoT; Automatic controlling; Realtime database.1. Giới thiệuCách mạng công nghệ 4.0 đang là xu

hướng hiện thời của thế giới trong việc tự động hóa và trao đổi dữ liệu trong công nghệ sản xuất. Nó tập trung phát triển ba trụ cột chính là Kỹ thuật số, Công nghệ sinh học và Vật lý. Trong đó, những yếu tố cốt lõi của Kỹ thuật số trong Cách mạng 4.0 sẽ là: Trí tuệ nhân tạo (AI), Mạng lưới vạn vật kết nối - Internet of Things (IoT) và dữ liệu lớn (Big Data).

Đặc biệt, IoT (Internet of Things) - khái niệm do Kevin Ashton giới thiệu vào năm 1999, hay Mạng lưới vạn vật kết nối. Internet of Things đại diện cho toàn

bộ cách thu thập dữ liệu, xử lý nó, thực hiện hành động tương ứng với ý nghĩa của dữ liệu này để lưu trữ mọi thứ trong đám mây. Tất cả điều này được thực hiện bởi internet. Khi tự động hóa có kết nối internet được triển khai đại trà trên nhiều lĩnh vực của đời sống, IoT được dự báo sẽ tạo ra lượng dữ liệu lớn từ đa dạng nguồn, kéo theo sự cần thiết cho việc kết tập dữ liệu nhanh, gia tăng nhu cầu đánh chỉ mục, lưu trữ, và xử lý các dữ liệu này hiệu quả hơn.

Năm 2017 đánh dấu sự bùng nổ các công nghệ IoT tại Việt Nam. Trên thực tế, ở nước ta hiện nay đã có rất nhiều công ty

Nghiên cứu


đang tập trung phát triển giải pháp và đưa ra các sản phẩm công nghệ thông minh với nền tảng là IoT. Có thể kể đến những cái tên quen thuộc và được thị trường dần đón nhận trong thời gian vừa qua như Lumi, BKAV SmartHome.,.. Nhiều doanh nghiệp Việt Nam cũng đã bước đầu phát triển những mô hình nông nghiệp đô thị thông minh có ứng dụng các giải pháp IoT như hệ thống có thể tự tưới nước, tự bón phân hoặc thay đổi cường độ chiếu sáng để cây phát triển khỏe mạnh. Bên cạnh đó, Việt Nam cũng đã bước đầu thành công trong việc nghiên cứu xe tự lái, các giải pháp về giao thông thông minh, đô thị thông minh. Dù sản phẩm còn đang trong quá trình nghiên cứu hay đã ứng dụng rộng rãi thì điều này cũng cho thấy Việt Nam đã sẵn sàng để bắt nhịp với xu thế công nghệ này.

Qua tìm hiểu, nhóm tác giả nhận thấy các trường đại học có lượng phòng học rất lớn. Số lượng các thiết bị điện trong phòng học cũng khá nhiều (thiết bị thắp sáng, thiết bị làm mát,...). Trong khi đó, công việc quản lý thiết bị điện cụ thể đối tượng nghiên cứu là các phòng học còn đang thực hiện thủ công. Điều đó dẫn tới một thực trạng: khi nhân viên trực phòng/giảng đường chưa kịp đi tắt các thiết bị điện thì nhiều phòng học vẫn bật các thiết bị điện. Đây là một sự lãng phí điện rất lớn.

Tính đến nay, các giải pháp điều khiển thiết bị điện thông minh dựa trên IoT thường nhắm tới các công trình xây mới. Đối với một cơ sở hạ tầng đã có sẵn các thiết bị điện thì chưa có giải pháp nào. Chính vì vậy, trong bài báo này nhóm tác giả tập trung nghiên cứu và đưa ra giải pháp nhằm ứng dụng IoT cho các cơ sở hạ tầng đã có sẵn nhiều thiết bị điện như trường học với mục tiêu tiết kiệm điện năng tiêu thụ. Mục đích của hệ thống là tự động tắt các thiết bị điện khi phát hiện

trong phòng học không có người và cho phép nhân viên trực giảng đường bật/tắt các thiết bị điện mà không cần đi tới từng phòng học.

2. Triển khai giải phápĐể giải quyết cho thực trạng nêu trên,

nhóm tác giả đề xuất giải pháp sử dụng các thiết bị cảm ứng hồng ngoại, cơ sở dữ liệu thời gian thực Firebase của Google và bo mạch IoT ESP8266 để làm cơ sở điều khiển việc đóng/mở các thiết bị điện.

ESP8266 là một thiết bị IoT được phát triển dựa trên nền nền chíp Wifi SoC ESP8266. Bên trong ESP8266 có sẵn một bộ vi xử lý nên có thể lập trình trực tiếp mà không cần phải sử dụng thêm bất kì vi xử lý nào khác. Hiện tại có hai ngôn ngữ có thể lập trình cho ESP8266, sử dụng trực tiếp phần mềm IDE của Arduino để lập trình với bộ thư viện riêng hoặc sử dụng phần mềm node MCU.

Firebase là một dịch vụ cơ sở dữ liệu hoạt động trên nền tảng đám mây được cung cấp bởi Google nhằm giúp các lập trình phát triển nhanh các ứng dụng bằng cách đơn giản hóa các thao tác với cơ sở dữ liệu. Firebase là sự kết hợp giữa nền tảng cloud với hệ thống máy chủ cực kì mạnh của Google, để cung cấp cho người phát triển những API đơn giản và đa nền tảng trong việc quản lý, sử dụng cơ sở dữ liệu. Cơ sở dữ liệu thời gian thực được lưu trữ dưới dạng JSON và đồng bộ tới các máy client theo thời gian thực.

2.1. Kiến trúc của hệ thống Thiết bị di động: Hệ thống sử dụng

các thiết bị di động để điều khiển các thiết bị điện.

Cảm biến hồng ngoại: Các cảm biến được gắn ở trung tâm mỗi phòng học để nhận biết phòng học có người hay không.

Rơ le: Mỗi phòng học được gắn một

Nghiên cứu


rơ le gắn vào công tơ tổng để điều khiển việc bật tắt các bóng đèn.

IoT board: Cảm biến hồng ngoại và rơ le được nối vào IoT board. IoT board có nhiệm vụ thường xuyên nhận tín hiệu từ cảm biến và gửi về cho server xử lý. IoT board cũng có nhiệm vụ bật hoặc tắt các rơ le theo yêu cầu. Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả sử dụng thiết bị ESP8266 để thử nghiệm.

Cloud service: Đây là một server, chuyên nhận tín hiệu từ IoT board gửi về và truyền lệnh bật tắt từ thiết bị di động gửi đến.

- Khi nhận biết không có người trong phòng học, server sẽ ra lệnh cho IoT board tắt các thiết bị điện.

- Trong trường hợp cần bật thiết bị điện, người dùng sẽ dùng thiết bị di động để ra lệnh thông qua cloud service này.

Hình 1: Kiến trúc chung của hệ thống2.2. Các module hệ thống

Socket Server

Mobile ApplicationSocket Client

Internet Internet

Hình 2: Các thành phần chính của hệ thốngHệ thống chia thành 3 thành phần chính:- Socket server- Socket client (nằm trên IoT board)- Ứng dụng di động+ Socket server là thành phần trung

gian kết nối giữa IoT board và ứng dụng mobile, sử dụng internet để giao tiếp với

hai thành phần còn lại. Dữ liệu gửi đi giữa các thành phần được đóng gói dưới dạng JSON.

Cách thức hoạt động của Socket:- Bước 1: Socket Client (mobile

application hoặc IoT board) sẽ yêu cầu kết nối tới Socket Server

Nghiên cứu


- Bước 2: Socket Server sẽ cho phép kết nối, đồng thời tạo một socket.

- Bước 3: Socket được đưa vào phần quản lý IO.

- Bước 4: Trả về kết quả cho client.

Sau các bước kết nối trên, mỗi khi socket client có yêu cầu thì sẽ kết nối trực tiếp với socket mới được tạo ra.

+ Socket client: Thuật toán chạy ở IoT board như Hình 4.

Socket client Tạo ra kết nối mới

Socket

Socket Socket

Socket

Socket

Socket

Socket

1. Yêu cầu kết nối

2. Kết nối được tạo

3. Thêm kết nối vào IO

4. Thông báo thành công

Hình 3: Lưu đồ mô tả hoạt động của socket server

Bắt đầu

Có

Thành công?

Thất bạiCó

Có

Không

Không

Kết nối Clound Server

Kết nối Wifi

Thành công?

Kiểm tra đủ thời gian x giây (*)

Đủ?

Phát tín hiệu kiểm tra có

người

Có sự kiện trong hàng

đợi?

Kiểm tra kết nối Socket Server

Không

Mất kết nối

Thiết lập lại kết nối

Có

Không

In tên danh sách sự kiện và tham số ra

Serial

Có

(*): x là khoảng thời gian người

dùng thiết lập cho cảm biên

Hình 4: Lưu đồ thuật toán chạy trên IoT board

Nghiên cứu


+ Ứng dụng di động: Ứng dụng mobile dùng để điều khiển các thiết bị điện sẽ được phát triển trên nền tảng Android. Nhiệm vụ chính của ứng dụng mobile là đọc dữ liệu trên cơ sở dữ liệu Firebase để cập nhật trạng thái thiết bị điện trong phòng học, đồng thời cập nhật trạng thái thiết bị điện thông qua điều khiển của người sử dụng.

3. Kết quả đạt đượcNhóm tác giả đã phát triển thành

công hệ thống quản lý thiết bị điện tự động ở mức độ sản phẩm demo. Khi đưa vào ứng dụng, hệ thống mang lợi những lợi ích to lớn:

- Tiết kiệm điện năng: Với khu giảng đường Nhà A Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội, mỗi phòng học 60 m2 trang bị 18 bóng đèn (40 w/h), 6 quạt (60 w/h) và 2 điều hòa (24,000 BTU × 2 = 14064 w/h). Như vậy, nếu 40 phòng học không tắt điện trong 1 giờ thì sẽ tiêu tốn 40 × 15144 w/h. Tính ra nếu phát hiện phòng học không có người và tắt đúng giờ thì trong 1 giờ sẽ tiết kiệm được 605760 w/h ~ 606 kw/h.

- Giảm bớt nhân công trong công việc quản lý giảng đường: Nhờ khả năng quản lý trạng thái thiết bị điện và điều khiển từ xa nên nhân viên trực giảng đường hoặc nhân viên bảo vệ Nhà trường không cần thiết phải đến tận phòng học để tắt các thiết bị điện mà tắt trực tiếp trên các thiết bị di động. Cải thiện môi trường lao động, tăng tiết kiệm năng lượng và tối ưu hóa hiệu quả thông qua giao diện người dùng tiên tiến, điều khiển đơn giản.

4. Kết luận và đánh giáBằng cách ứng dụng IoT và dịch vụ

Firebase của Google, nhóm tác giả đã phát triển thành công ứng dụng điều khiển thiết bị điện thông qua thiết bị di động. Kiểm

soát ánh sáng, trạng thái đóng mở của các thiết bị điện trong phòng học trong thời đại Công nghiệp 4.0 trong bối cảnh tác động của Internet of Things làm cho IoT trở nên nổi bật hơn bao giờ hết. Bài báo đã đạt được một số kết quả nghiên cứu mới, có ý nghĩa phát triển khoa học trong lĩnh vực phát triển ứng dụng IoT, tạo ra hướng nghiên cứu khoa học cho Giảng viên, sinh viên, ngành Công nghệ thông tin đồng thời, giúp mở rộng về nghiên cứu của các cán bộ, giảng viên, hợp tác với các nhà khoa học để tiếp tục xây dựng, phát triển ứng dụng quản lý các thiết bị điện trong môi trường làm việc thông minh hiệu quả.

TÀI LIỆU THAM KHẢO[1]. Shih-Pang Tseng, Bo-Rong Li,

Jun-Long Pan, and Chia-Ju Lin (2014). An application of Internet of things with motion sensing on smart house. International Conference on Orange Technologies.

[2]. Google (2018). Firebase realtime database. [Online]. https://firebase.google.com/docs/database.

[3]. A Beginner’s Guide to the ESP 8266. [Online]. https://tttapa.github.io/ESP8266/Chap01%20-%20ESP8266.html.

[4]. Independently Published (2019). Arduino Programming: The Ultimate Beginner’s Guide to Learn Arduino Programming Step by Step.

[5]. Wiley, Maciej Kranz (2017). Building the Internet of Things. Ebook.


https://firebase.google.com/docs/database

https://firebase.google.com/docs/database

https://tttapa.github.io/ESP8266/Chap01%20-%20ESP8266.html

https://tttapa.github.io/ESP8266/Chap01%20-%20ESP8266.html

Nghiên cứu


ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU LƯỢNG NƯỚC THẤT THOÁT CHO MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC THÀNH PHỐ BĂC GIANG

Lê Việt Hung, Trần Thuy Chi, Phung Thị LinhTrường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội

Tóm tắt Nhà máy nước Bắc Giang được thiết kế với công suất 25.000 m3/ngđ nhưng hiện

nay nhà máy đang hoạt động với công suất trung bình khoảng 28.000 m3/ngđ, có thời điểm lên tới 30.000 m3/ngđ. Hiện nay thành phố Bắc Giang đang có tỷ lệ thất thoát trung bình khoảng 20%. Để đạt được mục tiêu tỷ lệ thất thoát là 15% vào năm 2020 thì việc giảm thất thoát cho mạng lưới cấp nước là rất cần thiết. Bài báo đưa ra nguyên nhân dẫn đến thất thoát nước của mạng lưới cấp nước thành phố Bắc Giang và các biện pháp duy trì rò rỉ thấp như chống rò rỉ chủ động; nâng cao công tác thanh kiểm tra mạng lưới; phân vùng tách mạng để quản lý lưu lượng và áp lực, dò tìm, phát hiện rò rỉ giảm thất thoát. Mạng lưới cấp nước khu vực trung tâm thành phố Bắc Giang được phân thành 19 vùng, số điểm đấu nối trung bình là 1.700. Trên mỗi vùng được lắp đặt các đồng hồ tổng kiểm soát lưu lượng, các đồng hồ đo áp lực được lắp đặt tại vị trí đầu mạng lưới và các điểm bất lợi nhất. Kiểm tra lưu lượng, áp lực làm việc cho giải pháp phân vùng tách mạng bằng phần mềm Epanet cho thấy vận tốc nước trong ống đảm bảo trong khoảng vận tốc kinh tế, tổng chiều dài mạng lưới nhỏ dễ dàng cho việc phát hiện những điểm rò rỉ nước đề có thể khắc phục nhanh nhất.

Từ khóa: Mạng lưới cấp nước; Hệ thống cấp nước; Thất thoát; Nhà máy nước Bắc Giang

AbstractProposing solutions to reduce water loss for water supply network in Bac Giang city

Bac Giang water plant is designed with a capacity of 25,000 m3/day. However, at the moment, the plant is operating with an average capacity of about 28,000m3/day to 30,000m3/day. An average water loss rate of Bac Giang city is about 20%. To reduce the rate of water loss to 15% in 2020, it is necessary to reduce the water loss of Bac Giang water supply network. The paper presents the cause of water loss in Bac Giang water supply network and the measures to maintain low leakage such as: proactive leakage prevention; improve network inspection activities; network partition to manage traffic and pressure, detect leakage and reduce losses. The water supply network in the center of Bac Giang city is divided into 19 regions, the average number of connection points is 1.700. On each area, total flow meters are installed and pressure gauges are set up at the start of the network and at some of the most disadvantage points. Checking the flow and pressure for network partitioning solution using Epanet software shows that the water velocity in the pipe is within economic velocity range. The small total network length is easy to detect water leakage points to solve the problem promptly.

Keywords: Water supply netwwork; Water supply system; Water loss; Bac Giang water treatment plant.

Nghiên cứu


1. Đặt vấn đềỞ Việt Nam có khoảng 500 đô thị có

hệ thống cấp nước tập trung. Tổng công suất thiết kế đạt 6,6 đến 6,65 triệu m3/ngày. Tỷ lệ dân cư đô thị được cung cấp từ hệ thống cấp nước tập trung đạt 77,5 ÷ 78%. Tỷ lệ thất thoát, thất thu nước sạch bình quân cả nước khoảng 26,5%. Tỷ lệ thất thoát thấp nhất đạt 11,5% đến 12%. Đặc biệt, tỷ lệ thất thoát nước sạch ở các đô thị lớn vẫn rất cao như thành phố Hồ Chí Minh 33,5%, Hà Nội 40%, trong khi lượng nước sản xuất của các đô thị này chiếm khoảng 40% tổng lượng nước sản xuất của các đô thị Việt Nam. Trong bối cảnh nước ngầm ở các đô thị lớn đã khai thác tới ngưỡng, nước mặt ngày càng bị ô nhiễm thì với một lượng nước đã xử lý bị thất thoát lớn như vậy, nếu có thể giảm thiểu, thu hồi thì có thể coi đây là một nguồn nước. Hiện nay, trong số 90 doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực cấp nước đã có 35 doanh nghiệp cấp nước hoạt động theo mô hình công ty cổ phần [2].

Theo Chương trình quốc gia chống thất thoát, thất thu nước sạch đến năm 2025 [1] đã được Thủ tướng chính phủ về phê duyệt; công tác giảm tỷ lệ thất thoát, thất thu nước sạch phải đạt các mục tiêu sau:

- Đến năm 2015: tỷ lệ thất thoát, thất thu nước sạch bình quân là 25%.



Trên cơ sở mục tiêu của Chương trình quốc gia chống thất thoát, thất thu nước sạch, Công ty TNHH MTV Cấp thoát nước Bắc Giang cũng đã đặt ra mục tiêu cụ thể đối với mạng lưới cấp nước thành phố Bắc Giang là tỷ lệ thất thoát nước năm 2020 đạt 15% [3].

Hiện tại, người dân thành phố Bắc Giang được cung cấp nước sạch từ nhà máy nước thành phố Bắc Giang với công suất 25.000 m3/ngđ. Công ty TNHH cấp thoát nước Bắc Giang mới đảm bảo cung cấp được khoảng 70% khu vực nội thị các phường Trần Phú, Ngô Quyền, Lê Lợi, Hoàng Văn Thụ, Mỹ Độ, Trần Nguyên Hãn, Thọ Xương) và 40% dân số ngoại thị với tiêu chuẩn dùng nước 60 - 100 l/ng.ngđ.

Các khu vực chưa được cấp nước sạch của thành phố bao gồm: 95% diện tích khu dân cư số 2 - Thành phố Bắc Giang; Khu dân cư bến xe - Cống Ngóc thuộc phường Thọ Xương; Khu dân cư ngoại thị thuộc xã Song Mai; Các khu đô thị phía Nam, Tây Nam của thành phố; Các xã mới sát nhập về thành phố gồm: xã Song Khê, Tây Mỹ, Đồng Sơn, Tân Tiến, Dĩnh Trì; Một phần (~30%) nhu cầu cấp nước của các khu công nghiệp của thành phố và của tỉnh chưa được đáp ứng: khu công nghiệp Song Khê - Nội Hoàng, khu công nghiệp Đình Trám, khu công Vân Trung. Như vậy, hiện nay còn rất nhiều đối tượng dùng nước chưa được cung cấp nước sạch (lượng nước còn thiếu khoảng 9.000 m3/ngđ). Trong tương lai đến 2020 khi tiêu chuẩn dùng nước tăng lên (130 l/ng.ngđ đối với khu vực nội thị và 100 l/ng.ngđ đối với khu vực ngoại thị) thì cần phải bổ sung một lượng nước sạch rất lớn.

Hiện nay thành phố Bắc Giang đang có tỷ lệ thất thoát trung bình khoảng 20%. Trong đó có khu vực được ước tính tỷ lệ thất thoát thấp nhất như Đình Trám 10%, Lê Lợi khoảng 18%, khu vực có tỷ lệ thất thoát cao nhất là Đa Mai, Thọ Xương khoảng 25%. Để đạt được mục tiêu tỷ lệ thất thoát là 15% vào năm 2020 thì việc giảm thất thoát cho mạng lưới cấp nước là rất cần thiết.

Nghiên cứu


2. Cơ sở lý thuyết chống thất thoát thất thu nước sạch

2.1. Cân bằng nước trong mạng lưới cấp nước

Trong lĩnh vực chống thất thoát, thất thu nước sạch, các thành phần của lượng nước đưa vào mạng lưới sau đây cần phải được xác định rõ:

• Nước có doanh thu, bao gồm:- Lượng nước đo đếm được và được

lập hóa đơn thu tiền nước của khách hàng.- Lượng nước không đo đếm được

nhưng được lập hóa đơn như lượng nước khoán cho các đồng hồ bị hỏng; lượng nước mất mát do các đơn vị thi công các công trình hạ tầng kỹ thuật gây ra và được lập hóa đơn đền bù; lượng nước cho quá trình súc xả đường ống được đưa vào giá thành chi phí sản xuất.

• Nước thất thu hay nước không doanh thu, bao gồm:

- Nước sử dụng có phép nhưng không thu phí (có đo đếm và không đo đếm)

- Lượng nước tiêu thụ qua đồng hồ nhưng không có hóa đơn như: Lượng nước sử dụng cho các vòi uống nước công cộng, lượng nước chia sẻ với khách hàng khi bị thất thoát sau đồng hồ.

- Lượng nước tiêu thụ hợp pháp không qua đồng hồ và không có hóa đơn như: Lượng nước sử dụng cho các dịch vụ

công không thu phí, lượng nước cung cấp cho các điểm dân cư bị chia cắt và nước vệ sinh trong trường hợp bão lụt.

• Nước thất thoát không do rò rỉ- Sai số của đồng hồ: Đồng hồ chưa

kiểm định được; lượng nước qua đồng hồ vượt quá lưu lượng đo tối đa của đồng hồ; lượng nước thất thoát qua các đồng hồ không chạy; những đồng hồ đã lạc hậu hoặc hết hạn kiểm định nhưng vẫn được lắp đặt cho khách hàng; sai số do cân chỉnh đồng hồ.

- Lượng nước sử dụng qua các đấu nối bất hợp pháp, không qua đồng hồ đo đếm.

- Sai sót trong quá trình ghi chỉ số và in hóa đơn. Sai số này bao gồm cả nhập sai chỉ số trong quá trình lập hóa đơn; ghi phỏng đoán chỉ số đo của đồng hồ.

• Nước thất thoát do rò rỉ, bao gồm:- Lượng nước bị rò rỉ qua các điểm bị

sự cố trên tuyến ống truyền tải, phân phối, dịch vụ nhưng chưa phát hiện được.

- Lượng nước rò rỉ qua các điểm rò rỉ đã được phát hiện. Đây là lượng nước đo đếm được khi phát hiện ra các điểm chảy và được tính toán theo một khoảng thời gian nhất định. Lượng nước này cũng bao gồm cả lượng nước thất thoát do các đơn vị thi công công trình hạ tầng kỹ thuật gây ra nhưng không được lập hóa đơn đền bù.

- Lượng nước chảy tràn tại các bể chứa trung gian trên mạng.

Bảng 1. Cân bằng nước trong mạng lưới cấp nước (Theo IWA)

Tổng lượng nước cấp vào mạng

lưới

Sử dụng có phép

Có thu phí Có đo đếm Nước có thuKhông đo đếm

Không thu phí Có đo đếm

Nước thất thu

Không đo đếm

Nước thất

thoát

Thất thoát không do rò rỉ

Sử dụng không phépSai số của đồng hồ khách hàng

Xử lý số liệu sai

Thất thoát do rò rỉ

Rò rỉ trên đường ống truyền tải và mạng phân phốiRò rỉ và tràn từ các bể chứa dịch vụ

Rò rỉ trên các đoạn đấu nối tới trước đồng hồ

Nghiên cứu


2.2. Các biện pháp giảm thất thoát nước trong mạng lưới

2.2.1. Giảm thất thoát do rò rỉThay thế cải tạo mạng lưới: Lượng

nước rò rỉ phụ thuộc vào áp lực và diện tích lỗ rò rỉ trên đường ống. Giảm thất thoát do rò rỉ hay chính là làm giảm diện tích lỗ rò rỉ trên mạng lưới cấp nước. Đối với mạng lưới cũ các đường ống đã hết niên hạn sử dụng hay các đường ống kém chất lượng qua sử dụng xuất hiện các lỗ thủng do nhiều nguyên nhân khác nhau hoặc các mối nối lâu ngày dẫn đến sự hư hỏng hở mối nối gây ra rò rỉ. Phải xác định được các vị trí rò rỉ và phương pháp tốt nhất để loại bỏ rò rỉ chính là cải tạo thay thế mạng lưới mới

Vật liệu thay thế: Để an toàn cấp nước đảm bảo cho sự phát triển lâu dài thì vật liệu đường ống, vật tư phụ kiện phải tốt. Hiện nay điều kiện hiện tại, các đô thị đều chủ yếu lựa chọn vật liệu ống gang dẻo và ống HDPE để cải tạo và mở rộng mạng lưới cấp nước. Đây là những ống có đặc tính kỹ thuật tốt, hạn chế được khả năng rò rỉ, thất thoát đường ống, mối nối và phù hợp để đề xuất lựa chọn cho các dự án chống thất thoát thất thu nước sạch.

Kỹ thuật thi công: Công tác thi công mang tính chất quyết định đến chất lượng mạng lưới cấp nước. Kỹ thuật thi công tốt kết hợp vật liệu đường ống đảm bảo giúp cho hệ thống cấp nước đạt được yêu cầu đặt ra.

Công tác lập các hồ sơ: để thuận tiện cho công tác quản lý, tra cứu hay thống kê thì công tác lập các hồ sơ phải được thực hiện chính xác và đầy đủ. Các thông số của đường ống như đường kính, vật liệu, vị trí đặt ống, lịch sử công tác thi công sửa chữa,... phải đầy đủ.

Quản lý áp lực: Với cùng một vị trí rò rỉ, lượng nước rò rỉ tỷ lệ với áp lực dư của nước trong ống. Nếu áp lực cao rõ

ràng lượng nước rò rỉ sẽ tăng nhanh. Như vậy phải có công tác quản lý áp lực hợp lý tránh tình trạng dư thừa áp lực gây áp lực quá cao làm tăng lượng nước rò rỉ, tăng tần suất vỡ ống.

2.2.2. Giảm thất thoát nước biểu kiếnThất thoát nước biểu kiến một phần

là do sai số của đồng hồ do vậy công tác kiểm định cần phải được thực hiện định kỳ và chính xác. Công tác kiểm định cần phải được thực hiện ngay từ lúc chưa lắp đặt và định kỳ theo thời gian sử dụng

Nâng cấp chính xác thay thế đồng hồ: Đồng hồ có độ chính xác càng cao lượng nước được đo đếm càng chính xác giảm tối đa lượng nước thất thoát.

Thay thế đồng hồ lên cấp cao hơn sẽ được thực hiện nếu có sự ủng hộ đóng góp của nhân dân của chính quyền địa phương.

Phát hiện các đấu nối trái phép: Đấu nối trái phép ăn cắp nước không những làm gia tăng lượng nước thất thoát biểu kiến mà còn mang lại nguy cơ rất cao về thất thoát do rò rỉ.

Thanh kiểm tra và phát hiện: Để phát hiện được các đấu nối trái phép, ăn cắp nước cũng như phát hiện vị trí rò rỉ thì công tác thanh kiểm tra rà soát và phát hiện phải được chú trọng. Công tác thanh kiểm tra đạt được hiệu quả cao nếu đạt được sự phối hợp của nhân dân, của toàn bộ cán bộ công nhân viên trong công ty và chính quyền địa phương.

Có các chế tài xử phạt hành chính: Với các hành vi đấu nối trái phép, ăn cắp nước có khối lượng lớn cần có chế tài xử phạt hành chính thích đáng đủ để răn đe không tái phạm

2.2.3. Phân vùng tách mạng quản lý mạng lưới

Phân vùng, tách mạng bản chất là chia nhỏ mạng lưới cấp nước thành các khu vực

Nghiên cứu


nhỏ hơn để quản lý lưu lượng và áp lực, dò tìm, phát hiện rò rỉ giảm thất thoát.

Dựa trên lý thuyết và thực tế để kiểm soát được thất thoát nước, thường dựa trên cơ sở sau:

• Phân cấp mạng lưới: các tuyến ống cấu thành mạng lưới tùy thuộc vào quy mô mạng lưới và cỡ ống thường chia thành hai cấp đối với mạng lưới nhỏ và ba cấp đối với mạng lưới lớn:

- Mạng lưới cấp I: Làm nhiệm vụ truyền dẫn và điều hòa áp lực vì có tổn thất áp lực nhỏ, độ chênh áp ở đầu và cuối ít.

- Mạng lưới cấp II: Dẫn và phân phối nước cho từng khu vực mạng, đưa nước vào mạng lưới cấp III.

- Mạng lưới cấp III: là dạng mạng cụt, cung cấp nước đến đối tượng sử dụng nước. Tuyệt đối không đấu trực tiếp vào mạng lưới cấp I

• Dựa trên mạng lưới cấp nước hiện hữu của khu vực.

• Dựa trên kiến trúc đô thị, mạng giao thông hiện hữu của khu vực.

• Phân bố dân cư.• Dựa trên cơ sở phân tích thủy lực

mạng lướiMục đích của phân vùng, tách mạng:- Tiếp tục quản lý lưu lượng và áp lực- Giảm được thời gian phát hiện điểm

rò rỉ- Là cơ sở tốt nhất để quản lý áp lực

mạng lưới- Kiểm soát áp lực, lưu lượng và thất

thoát trên mạng theo khu vực- Đơn giản hóa công tác quản lý tài

sản và áp lực trên mạng- Làm tiền đề cho công tác giảm thất

thoát và duy trì tỷ lệ thất thoátNguyên tắc thiết lập: - Chia mạng lưới thành nhiều khu vực

- Chỉ lấy nước tại một đến hai điểm cấp cho vùng đã phân chia

- Một khu vực đồng hồ tổng phục vụ khoảng 500 - 3000 hộ tiêu thụ

- Thiết lập các thiết bị kiểm soát lưu lượng và áp lực vào các khu vực đồng hồ tổng

Quản lý vận hành:- Đo, kiểm tra lưu lượng và áp lực,

ghi dữ liệu- Kiểm tra phát hiện rò rỉ, tiến hành

sửa chữa- Tính toán lượng nước rò rỉ từ lúc

phát hiện - lưu lượng nhỏ nhất vào ban đêm- Ưu tiên sửa chữa các điểm rò rỉ

thông qua mức độ rò rỉ trên các vùng- Tiến hành phân tích dữ liệu2.2.4. Phương án mô hình về tổ chức

thực hiệnNếu chỉ thực hiện các yếu tố về kỹ

thuât vừa nêu trên thì công tác quản lý mạng lưới và giảm thất thoát nước sẽ khó đạt hiệu quả cao nhất, tính bền vững không cao. Do đó, ngoài các yếu tố kĩ thuật, để công tác quản lý mạng lưới và giảm thất thu nước đạt được hiệu quả cao nhất và lâu dài, cần phải xây dựng một mô hình tổ chức hợp lý. Mô hình tổ chức thực hiện gồm có 3 đơn vị có mối quan hệ chặt chẽ với nhau đó là: Đơn thực hiện chức năng điều độ cấp nước; Đơn vị quản lý từng khu vực cấp nước và Các nhóm nhân viên chăm sóc.

3. Hiện trạng thất thoát nước ở mạng lưới cấp nước thành phố Bắc Giang

3.1. Hiện trạng thất thoát nước ở mạng lưới cấp nước thành phố Bắc Giang

Tỷ lệ thất thoát của mạng lưới cấp nước thành phố Bắc Giang trung bình là 20%. Mạng lưới cấp nước Thành phố Bắc

Nghiên cứu


Giang được xây dựng trong thời gian dài chia làm nhiều khu vực, mỗi khu vực của mạng lưới có tỷ lệ thất thoát khác nhau phụ thuộc tình trạng mạng lưới cấp nước. Nguyên nhân thất thoát chủ yếu là do rò rỉ từ các đường ống thép đen, ống thép tráng kẽm đã cũ, Chế độ vận hành chưa hợp lý của trạm bơm cấp 2 và độ chính xác của đồng hồ khách hàng chưa cao cũng làm tăng lượng nước thất thoát.

Theo ước tính của công ty TNHH MTV Cấp thoát nước Bắc Giang tỷ lệ thất thoát các khu vực trên mạng lưới cấp nước thành phố Bắc Giang như sau:

Bảng 2. Tỷ lệ thất thoát các khu vực của thành phố Bắc GiangSTT Phường, xã Tỷ lệ thất thoát (%)

1 Dĩnh Kế 252 Đa Mai 253 Hoàng Văn Thụ 254 Lê Lợi 185 Mỹ Độ 186 Trần Nguyên Hãn 207 Ngô Quyền 188 Song Mai 209 Tân An 1810 Trần Phú 1811 Thọ Xương 2512 Xương Giang 2013 Đình Trám 10

Nguồn: Công ty TNHH MTV Cấp thoát nước Bắc Giang, 2018

Khu vực Đình Trám: Tỷ lệ thất thoát là 10% thấp nhất so với các vùng khác của mạng lưới cấp nước Thành phố Bắc Giang. Đây là khu vực mạng lưới mới được đầu tư xây dựng, cấp nước chủ yếu cho khu công nghiệp Đình Trám, khách hàng là các công ty và có lượng nước sử dụng lớn. Đường ống phân phối chủ yếu là đường ống PVC đường kính nhỏ nhất là D110. Nguyên nhân gây thất thoát chủ yếu là do rò rỉ tại một số đoạn ống thép đen kém chất lượng và hiện tượng ăn mòn đường ống do nước thải một số công ty

trong khu công nghiệp chưa được xử lý triệt để.

Khu vực Lê Lợi, Mỹ Độ, Ngô Quyền, Tân An, Trần Phú: Tỷ lệ thất thoát ước tính là 18%. Mạng lưới các khu vực này là mạng lưới cũ xây dựng qua nhiều giai đoạn. Nhưng các khu vực này đã được công ty đầu tư cải tạo và cơ bản hoàn thành. Nước thất thoát khu vực này chủ yếu là do rò rỉ từ các đường ống đã xuống cấp chất lượng kém chất lượng còn lại chưa được thay thế.

Khu vực Dĩnh Kế, Hoàng Văn Thụ, Đa Mai, Thọ Xương: Đây là khu vực mạng lưới đường ống cũ với khối lượng ống thép tráng kẽm nhiều nhất của mạng lưới cấp nước thành phố mà chưa được thay thế cải tạo, tỷ lệ thất thoát các khu vực này khoảng 25%

Khu vực còn lại là Trần Nguyên Hãn, Song Mai và Xương Giang: Tỷ lệ thất thoát trung bình là 20%. Do các đường ống kém chất lượng đã được thay thế một phần nên tỷ lệ thất thoát các khu vực này được đánh giá thấp hơn so với các khu vực khác như Đa Mai, Thọ Xương.

3.2. Đề xuất các giải pháp giảm thiểu lượng nước thất thoát

3.2.1. Cải tạo mạng lướiCó thể thấy lượng nước thất thoát chủ

yếu là do rò rỉ và nguyên nhân chủ yếu là do mạng lưới cấp nước cũ chưa được thay thế cải tạo, vật liệu đường ống chủ yếu là ống thép đã cũ.

Phương án đề xuất - Ưu tiên thay thế toàn bộ các tuyến

ống thép tráng kẽm các khu vực Dĩnh Kế, Hoàng Văn Thụ, Đa Mai, Thọ Xương có tỷ lệ thất thoát cao nhất 25%.

- Đường ống thép chủ yếu là các đường ống dịch vụ hoặc ống phân phối nhỏ có đường kính nhỏ hơn D150 nên đề

Nghiên cứu


xuất thay thế với vật liệu đường ống mới HDPE có đường kính ống tương đương. Phường Thọ Xương với khối lượng ống thép nhiều nhất, mạng lưới cũ nhất đề xuất lập kế hoạch thay thế ưu tiên đối với Phường Thọ Xương và Đa Mai

- Khu vực cần thay thế rất trải rộng trên nhiều xã, phường của thành phố nên trong một thời gian ngắn công ty không thể thay thế được hết các tuyến nên song song với việc thay thế thì các khu vực này đề xuất đặt các van giảm áp ở đầu các vùng cấp nước giảm lượng nước rò rỉ.

3.2.2. Thay thế đồng hồ khách hàngKhu vực Lê Lợi, Mỹ Độ, Ngô Quyền,

Tân An, Trần Phú với tỷ lệ thất thoát 18%, bên cạnh công tác thay thế cải tạo mạng lưới đề xuất nâng cấp chính xác của đồng hồ D15 từ cấp B lên cấp C.

Đề xuất thay thế, lắp mới sử dụng đồng hồ mẹ bồng con hoặc đồng hồ điện từ cho các đơn vị sử dụng lượng nước lớn.

3.2.3. Duy trì mức rò rỉ thấpKhảo sát định kỳ từng phần của

mạng lưới: Nghe rò rỉ từng phần của mạng lưới và các phụ kiện; cách ly từng phần để kiểm tra rò rỉ vào ban đêm; sử dụng cụm các thiết bị ghi tiếng ồn. Theo dõi rò rỉ: theo dõi lưu lượng trong các khu vực được cách ly để xác định rò rỉ.

Công tác thanh kiểm tra của công ty cần được đẩy mạnh. Công tác thanh kiểm tra không chỉ được thực hiện bởi công ty mà cần có sự phối hợp của nhân dân của các tổ chức chính trị, xã hội trên địa bàn như tổ dân phố, công an phường, hội phụ nữ, khuyến khích sự tham gia của nhân dân trong công tác chống rò rỉ,... Đi đôi với công tác thanh kiểm tra là chế tài xử lý vi phạm nghiêm ngặt.

3.2.4. Phân vùng tách mạngMạng lưới cấp nước Bắc Giang hiện

tại chưa được tổ chức phân vùng tách

mạng, trên mạng lưới không có các đồng hồ đo lưu lượng nên việc kiểm soát lưu lượng chưa được thực hiện. Việc dò tìm vị trí thất thoát rất khó khăn, áp lực trên mạng lưới mới chỉ được theo dõi tai một số điểm bất lợi cuối tuyến mà chưa được kiểm tra tại các tuyến ống phân phối, truyền dẫn.

Bảng 3. Phân vùng, tách mạng hệ thống cấp nước thành phố Bắc Giang

TT Tên Phường, xã Vung Số lượng khách hàng

1Mỹ Độ

Vùng 1 9432 Vùng 2 24483

Lê LợiVùng 3 1211

4 Vùng 4 6715 Vùng 5 13396 Dĩnh Kế Vùng 6 16237 Xương Giang Vùng 7 21948

Thọ XươngVùng 8 2230

9 Vùng 9 198510

Trần Nguyên HãnVùng 10 1866

11 Vùng 11 201512 Hoàng Văn Thụ Vùng 12 182313

Ngô QuyềnVùng 13 1705

14 Vùng 14 138015

Trần PhúVùng 15 1321

16 Vùng 16 123217 Vùng 17 196418 Đa Mai Vùng 18 190619 Song Mai Vùng 19 2649

Mạng lưới cấp nước khu vực trung tâm thành phố Bắc Giang được phân thành 19 vùng, số điểm đấu nối trung bình là 1.700. Trên mỗi vùng được lắp đặt các đồng hồ tổng kiểm soát lưu lượng, các đồ hồ đo áp lực được lắp đặt tại vị trí đầu mạng lưới và các điểm bất lợi nhất. Kiểm tra lưu lượng, áp lực làm việc cho giải pháp phân vùng tách mạng bằng phần mềm Epanet.

Nghiên cứu


Hình 1: Hệ số Pattern sử dụng cho vùng 08

Hình 2: Mặt bằng phân vùng số 08

Bảng 4. Tổng hợp các thông số về ống trong vùng 08Giờ dung nước lớn nhất tại ống lúc 18h

Đoạn ống

Điểm đầu

Điểm cuối

Chiều dài (m)

Đường kính (mm)

Độ nhámLưu

lượng (l/s)

Vận tốc (m/s)

Tổn thất áp lực (m/km)

Ống P1 1 2 82 160 100 11.60 0.58 4.13Ống P2 2 3 111 160 100 10.16 0.51 3.23Ống P3 3 4 160 160 100 9.45 0.47 2.83Ống P4 4 5 97 110 100 2.33 0.24 1.31Ống P5 5 6 104 110 100 1.63 0.17 0.67Ống P6 6 7 120 110 100 0.60 0.06 0.11

Ống P10 17 18 69 110 100 1.49 0.16 0.57Ống P11 18 19 158 110 100 0.82 0.09 0.19Ống P12 4 8 71 110 100 6.26 0.66 8.19Ống P13 8 9 92 110 100 5.52 0.58 6.49Ống P14 9 10 68 110 100 4.70 0.49 4.82Ống P15 10 11 105 110 100 3.78 0.40 3.21Ống P16 11 12 82 110 100 2.97 0.31 2.06Ống P17 12 13 140 110 100 2.23 0.23 1.21Ống P18 13 14 40 110 100 1.48 0.16 0.56Ống P19 14 15 81 110 100 0.63 0.07 0.12

Ống 1 36 16 20 160 100 16.64 0.83 8.06Ống 2 16 1 102 160 100 13.04 0.65 5.13Ống 3 16 17 150 110 100 2.37 0.25 1.35

Trong vùng 08 khối lượng khách hàng trong vùng là hợp lý 2.320 khách hàng (trong khoảng dưới 3.000 khách hàng/vùng), như vậy việc quản lý khách hàng trong vùng sẽ thuận tiện hơn. Do sự phân bố dân cư không đều nên xảy ra tình trạng một số tuyến ống nhỏ phải truyền tải lưu lượng lớn. Vận tốc nước trong ống

đảm bảo trong khoảng vận tốc kinh tế. Một số đoạn ống có vận tốc khá nhỏ do là tuyến ống cụt cấp cho một cụm dân cư có lưu lượng dùng nhỏ như: ống P6, P19. Diện tích của vùng không quá lớn, tổng chiều dài mạng lưới nhỏ dễ dàng cho việc phát hiện những điểm rò rỉ nước đề có thể khắc phục nhanh nhất.

Nghiên cứu


4. Kết luậnTỷ lệ thất thoát nước sạch trên mạng

lưới cấp nước thành phố Bắc Giang trung bình là 20% ở nhiều khu vực tỷ lệ thất thoát lên tới 25%. Nguyên nhân chủ yếu là do mạng lưới cấp nước đã cũ nát chưa được cải tạo thay thế, công tác kiểm soát lưu lượng áp lực chưa được chú trọng, chưa có các chương trình quản lý tài sản hiệu quả. Cơ sở của việc chống thất thoát là kiểm soát lưu lượng và áp lực. Để thực hiện điều này cần có mạng lưới cấp nước chất lượng tốt các tuyến ống kém chất lượng cần được thay thế. Bên cạnh đó là các biện pháp duy trì rò rỉ thấp như các biện pháp chống rò rỉ chủ động, nâng cao công tác thanh kiểm tra mạng lưới, xây dựng các chế tài xử lý vi phạm, khuyến khích sự tham gia của nhân dân, nâng cao ý thức, kỹ năng của cán bộ công nhân viên trong công ty tham gia công tác phát hiện và chống rò rỉ thất thoát.

TÀI LIỆU THAM KHẢO[1]. Quyết định 2147/QĐ- TTg ngày

24/11/2010 của Thủ tướng chính phủ. Phê duyệt Chương trình quốc gia chống thất thoát, thất thu nước sạch đến năm 2015.

[2]. Cục Hạ tầng Kỹ thuất - Bộ Xây dựng (2017). Báo cáo Đánh giá về cổ phần hóa trong các doanh nghiệp cấp nước.

[3]. Công ty TNHH MTV Cấp thoát nước Bắc Giang (2017). Các số liệu thất thoát nước, mạng lưới cấp nước.

[4]. TCVN 5576 - 1991. Quy phạm quản lý kỹ thuật - Hệ thống cấp thoát nước;

[5]. TCVN 76 - 1979. Quy trình quản lý kỹ thuật trong vận hành các hệ thống cung cấp nước.

[6]. Chi hội cấp nước miền Nam (2011). Báo cáo của nhóm nghiên cứu phân vùng tách mạng giảm thất thoát, thất thu tại các tỉnh phía Nam.

[7]. Trần Hiếu Nhuệ, Trần Đức Hạ (1998). Cấp thoát nước. NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội.

[8]. Võ Anh Tuấn (2013). Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật - công nghệ nhằm chống thất thoát nước cho hệ thống cung cấp nước sạch TP.HCM. Tập 18, số M1 - 2014, Tạp chí phát triển KH&CN.

[9]. Trịnh Ba Duy (2013). Nghiên cứu, đề xuất giải pháp chống thất thoát, thất thu tại khu vực 1, ô 22A quận Hoàn Kiếm, Hà Nội. Luận văn cao học, Đại học Xây dựng.

[10]. Trần Nam Cường (2008). Ứng dụng SCADA vào phòng chống rò rỉ nước trong mạng lưới cấp nước. NXB Đại học Xây dựng.


Nghiên cứu


NÂNG CAO HIỆU QUẢ QUẢN LÝ CHẤT THẢI RĂN VÀ NƯỚC THẢI TẠI BỆNH VIỆN ĐA KHOA HÀ ĐÔNG NHẰM

HƯỚNG TỚI PHÁT TRIỂN BỀN VƯNGNguyễn Phương Tú1, Bui Thị Thanh Thủy1, Vũ Kim Hạnh2

1Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội2Trường Đại học Giao thông vận tải

Tóm tắtBài báo này được thực hiện nhằm đánh giá hiện trạng phát sinh chất thải y tế từ

các hoạt động khám chữa bệnh và nghiên cứu của bệnh viện Đa khoa Hà Đông. Các kết quả khảo sát hiện trạng, phân tích chất lượng nước thải trong khu vực bệnh viện cho thấy hiện nay việc quản lý chất thải y tế tại bệnh viện còn nhiều bất cập từ quá trình thu gom, vận chuyển nội bộ và lưu giữ. Hệ thống xử lý nước thải của bệnh viện đã cũ và xuống cấp nên hiệu quả xử lý nước thải vẫn chưa đạt yêu cầu. Trên cơ sở đánh giá, phân tích nguyên nhân, các biện pháp nhằm nâng cao hiệu quả quản lý chất thải y tế tại bệnh viện đa khoa Hà Đông đã được đề xuất.

Từ khóa: Chất thải nguy hại; Phát triển bền vững; Nước thải; Chất thải rắn; Xử lý; Bệnh viện Hà Đông; Chất thải bệnh viện

AbstractImprovement of solid waste and wastewater management efficiency in Ha Dong

general hospital towards to sustainable developmentThis paper was conducted to assess the current situation of medical waste

generation from medical examination, treatment and research activities of Ha Dong general hospital. The results of the current situation survey and analysis of wastewater quality in the hospital showed that the current medical waste management in the hospital is still inadequate from the process of collection, internal transportation and storage, etc. The wastewater treatment system of the hospital is old and degraded, so the wastewater treatment effectiveness is still unsatisfactory. Based on the assessment and analysis of the causes, measures to improve the medical waste management effectiveness in Ha Dong general hospital have been proposed.

Keywords: Hazardous waste; Sustainable development; Wastewater; Solid waste; Treatment; Ha Dong general hospital; Hospital waste

1. Đặt vấn đềTrong những năm gần đây, với sự

phát triển không ngừng của nền kinh tế, sự tập trung dân cư số lượng lớn tại các đô thị đặc biệt như Hà Nội thì nhu cầu chăm sóc sức khỏe của người dân cũng ngày càng gia tăng. Điều này đã gián tiếp tạo nên các gánh nặng cho hệ thống quản lý chất thải bệnh viện vốn đã mỏng và chưa hoàn chỉnh. Theo nghiên cứu điều tra của Cục Khám chữa bệnh - Bộ Y tế

và Viện Kiến trúc, Quy hoạch Đô thị và Nông thôn - Bộ Xây dựng, tổng lượng chất thải rắn y tế trong toàn quốc khoảng 100 - 140 tấn/ngày, trong đó có 16 - 30 tấn/ngày là chất thải rắn y tế nguy hại [1]. Lượng chất thải rắn trung bình là 0,86 kg/giường/ngày, trong đó chất thải rắn y tế nguy hại tính trung bình là 0,14 - 0,2 kg/giường/ngày. Đặc biệt, chất thải rắn y tế nguy hại là các chất thải sinh học độc hại và mang tính đặc thù so với các loại chất

Nghiên cứu


thải rắn khác. Ngoài ra, nước thải từ các bệnh phòng cũng chứa lượng lớn các vi sinh vật gây bệnh, gồm cả các bệnh truyền nhiễm. Các loại chất thải này nếu không được phân loại cẩn thận trước khi thải bỏ cùng với các loại chất thải sinh hoạt sẽ gây ra những nguy hại đến môi trường và cộng đồng. Lượng chất thải nguy hại này nếu không được quản lý chặt chẽ sẽ tạo ra nhiều sự cố môi trường cũng như lây truyền bệnh tật cho cộng đồng.

Thời gian qua, công tác bảo vệ môi trường tại các cơ sở y tế trên địa bàn Thủ đô Hà Nội đã nhận được nhiều sự quan tâm, phần lớn các cơ sở đã thực hiện theo đúng quy định của pháp luật và có nhiều chuyển biến tích cực. Tuy nhiên, việc quản lý chất thải nguy hại từ bệnh viện vẫn còn nhiều yếu tố rủi ro cho môi trường cũng như xã hội, điều này đã ảnh hưởng rất lớn tới chiến lược phát triển bền vững kinh tế - xã hội nói chung. Bệnh viện Đa khoa Hà Đông là một trong những bệnh viện lớn của Hà Nội, vì vậy, khối lượng chất thải nguy hại phát sinh tại bênh viện cũng khá cao, nghiên cứu này được thực hiện nhằm khảo sát lượng chất thải nguy hại phát sinh từ bệnh viện Đa khoa Hà Đông, nghiên cứu đánh giá hoạt động của hệ thống quản lý chất thải trong bệnh viện nói chung làm cơ sở để đưa ra các đề xuất nâng cao hiệu quả quản lý để hướng tới

phát triển bền vững cho hệ thống y tế tại Hà Nội nói chung và phát triển kinh tế xã hội tại quận Hà Đông nói riêng.

2. Kết quả khảo sát hiện trạng quản lý chất thải tại bệnh viên đa khoa Hà Đông

2.1. Tổng quan về bệnh viện Đa khoa Hà Đông

Bệnh viện Đa khoa Hà Đông là bệnh viện cấp I trực thuộc Sở Y tế thành phố Hà Nội và đồng thời là bệnh viện nằm trong hệ thống vệ tinh của bệnh viện Bạch Mai, đặt tại khu vực phường Quang Trung, Hà Đông với tổng diện tích sàn xây dựng là 23.219 m2, phân bố diện tích chức năng trong bệnh viện được thể hiện ở Bảng 1. Tổng số bác sĩ điều dưỡng, cán bộ thuộc bệnh viện là 752 người phục vụ 20 khoa lâm sàng (trong đó có 1 đơn nguyên ung bướu), 11 khoa cận lâm sàng (trong đó có 1 đơn nguyên tiêm chủng), 10 phòng chức năng.

Theo quyết định số 2183/QĐ-UBND ngày 21/6/2012 của UBND thành phố Hà Nội, bệnh viện Đa khoa Hà Đông có quy mô 500 giường, tuy nhiên đến năm 2017 Thành phố đã có quyết định số 2368/QĐ-UBND ngày 21/12/2017 của UBND thành phố Hà Nội, bệnh viện Đa khoa Hà Đông được giao kế hoạch là 650 giường bệnh, được phân bổ như trong Bảng 2.

Bảng 1. Diện tích các hạng mục chức năng của bệnh viện Đa khoa Hà Đông

TT Chức năng lô đất

Diện tích xây dựng (m2)

Diện tích sàn xây dựng (m2) Tỷ lệ

Quyết định số 113/QĐ/SXD ngày

28/11/2001

Quyết định số 113/QĐ/ SXD ngày

28/11/2001

Quyết định số 113/QĐ/SXD ngày

28/11/20011 Đất xây dựng công trình 11.736 29.501 39,122 Đất cây xanh, sân vườn 7.128 23,763 Đất giao thông, sân vườn 11.136 37,12

Tổng 30.000 100

Nghiên cứu


Bảng 2. Phân bố số giường bệnh tại các khoa phongSTT Tên khoa Số giường

1 Khoa Chấn Thương Chỉnh Hình 352 Đơn nguyên Ngoại Lồng ngực - Thần kinh 303 Khoa Ngoại Thận tiết niệu 304 Đơn nguyên Ngoại Tiêu hóa 405 Khoa Phụ sản 706 Khoa Phẫu thuật gây mê hồi sức 157 Khoa Tai Mũi Họng 158 Khoa Răng Hàm Mặt 159 Khoa Mắt 1310 Khoa Hồi sức tích cực và Chống độc 3011 Khoa Cấp cứu 1012 Khoa Nội Thận tiết niệu 1013 Khoa Nội Tim mạch - Lão học 4214 Khoa Nội Tổng hợp 3015 Khoa Nội Tiêu hóa 3016 Khoa Các bệnh Nhiệt đới 3017 Khoa Hô hấp và Bệnh phổi 3018 Khoa Nhi 8019 Khoa Y học cổ truyền 3520 Khoa Ung bướu - Huyết học lâm sàng 3521 Đơn nguyên Nội tiết 25

Tổng 650Bệnh viện có địa chỉ tại số 2 Bế Văn Đàn, phường Quang Trung, quận Hà Đông,

thành phố Hà Nội. Khu vực địa hình phường Quang Trung tương đối bằng phẳng, xung quanh bệnh viện là các khu dân cư đông đúc của Hà Đông.

2.2. Các nguồn chất thải phát sinh tại bệnh viện đa khoa Hà Đông

Hình 1: Các nguồn chất thải phát sinh tại bệnh viện

2.2.1. Chất thải lỏngVới số lượng cán bộ công nhân viên, số giường bệnh thì nhu cầu cấp nước của

bệnh viên cần khoảng 528 m3/ngày đêm (Bảng 3).

Nghiên cứu


Bảng 3. Nhu cầu dùng nước tại bệnh

STT Thành phần dung nước Quy mô Chỉ tiêu cấp nước

Nhu cầu sử dụng nước (m3)

I Cấp nước trong công trình1.1 Nước cấp cho hoạt động khám chữa

bệnh nội trú 650 giường 300 lít/ngày đêm 195

1.2 Nước cấp cho người nhà bệnh nhân 650 người 100 lít/ngày đêm 651.3 Nước cấp cho hoạt động khám chữa

bệnh ngoại trú, khách vãng lại 600 người/ngày 15 lít/ngày 9

1.4 Nước cấp CBCNV 600 nhân viên 100 lít/ngày đêm 601.5 Nước cấp lau rửa sàn 26.642 m2 1,5 lít/m2 401.6 Nước cấp phòng kỹ thuật nghiệp vụ

(phẫu thuật, xét nghiệm, mổ đẻ...) 40 ca 300 lít/ca 12

Tổng I 341II Cấp nước bên ngoài

2.1 Nước tưới cây cỏ xanh 7.903 m2 3 lít/ m2 23,712.2 Nước rửa sân đường nội bộ 10.052 m2 1,5 lít/ m2 15,08

Tổng II 38,79III Nước PCCC 108

Tổng (I + II + III) 527,79

Nguồn nước cấp cho bệnh viện được lấy từ hệ thống cấp nước sạch của Công ty TNHH MTV nước sạch Hà Đông. Tuy nhiên hiện nay do số lượng thiết bị cấp nước chưa hoàn thiện nên lượng nước cấp trong thực tế chỉ đạt 57% nhu cầu sử dụng (Bảng 4).

Bảng 4. Nhu cầu sử dụng nước hiện tại của bệnh việnSTT Đơn vị Khối lượng Đơn vị Khối lượng

Tháng 3/2019 m3/tháng 8.232 m3/ngày 274,4Tháng 4/2019 m3/tháng 9.328 m3/ngày 310,9Tháng 5/2019 m3/tháng 9.357 m3/ngày 311,9Trung bình m3/tháng 8.972,3 m3/ngày 299,1

Hình 2: Sơ đồ thu gom nước thải

Nghiên cứu


Bệnh viện đã đầu tư xây dựng vận hành trạm xử lý nước thải tập trung từ năm 2009 với công suất 400 m3/ngày đêm. Bệnh viện đã được UBND thành phố Hà Nội cấp Giấy phép xả thải vào nguồn nước số 435/GP-UBND ngày 11/10/2016 với lưu lượng xả thải lớn nhất 400 m3/ngày đêm. Hệ thống thoát nước đã được xây dựng hoàn chỉnh, bao gồm hệ thống thoát nước mưa và hệ thống thu gom nước thải riêng biệt. Hệ thống thoát nước mưa của bệnh viện hiện trạng là hệ thống rãnh B = 400, B = 500, có nắp đan. Nước thải sinh hoạt và nước thải y tế được thu gom tất cả tại các khu vực trong bệnh viện rồi đưa về trạm xử lý nước thải của bệnh viện, để xử lý trước khi thải ra hệ thống thoát nước

của khu vực dẫn ra kênh La Khê.Nước thải Công nghệ áp dụng để xử lý nước

thải bệnh viện Hà Đông là bao gồm các quá trình xử lý hóa - lý và xử lý sinh học hiếu khí, yếm khí. Ngoài ra, công nghệ này còn sử dụng chất keo tụ PACN - 95 và chế phẩm vi sinh đặc hiệu DW 97H nhằm nâng cao hiệu quả xử lý, tăng công suất thiết bị. Tuy nhiên hiện nay khu xử lý nước thải đã xuống cấp trầm trọng và hiệu quả xử lý không cao.

Trong quá trình nghiên cứu, nhóm tác giả đã thu thập và phân tích mẫu nước thải phát sinh tại khu vực bệnh viện, kết quả phân tích thể hiện ở Bảng 5.

Bảng 5. Kết quả phân tích mẫu nước thải sau xử lý tại Bệnh viện Hà Đông

STT Thông số Đơn vị tínhLần 1 Lần 2 Lần 3 QCVN 28:2010/

BTNMT cột BNM NM NM1 PH - 6,9 6,7 6,8 6,5 - 8,52 BOD5 mg/l 79,2 78,5 78,4 503 COD mg/l 156 162 171 1004 Tổng chất rắn lơ lửng mg/l 59 55 57 1005 Sunfua (tính theo H2S) mg/l 1,7 2,0 1,9 46 Amoni (tính theo N) mg/l 12,15 11,95 12,24 107 Nitrat (tính theo N) mg/l 12,78 12,31 12,88 508 Phosphat (tính theo P) mg/l 3,23 3,16 3,72 109 Dầu mỡ động thực vật mg/l 5,2 5,4 5,6 20

10 Tổng coliform MPN/100ml 7300 8100 7600 500011 Tổng hoạt động phóng xạ α Bq/l <0,003 <0,003 <0,003 0,112 Tổng hoạt động phóng xạ β Bq/l <0,035 <0,035 <0,035 0,1

Từ bảng phân tích trên, có thể thấy một số chỉ tiêu nước thải của bệnh viện như BOD5, COD, Amoni đều vượt quá chỉ tiêu cho phép trong QCVN 28:2010/BTNMT cột B. Quá trình hoạt động của trạm xử lý nước thải cũng tạo ra một lượng lớn bùn thải chứa các loại vi sinh gây bệnh, hiện nay lượng bùn này được đơn vị thu gom chất thải nguy hại (Công ty Môi trường Thuận Thành) thu gom và vận chuyển xử lý. Tuy nhiên bùn thải chỉ được lưu giữ trong các bể chứa, không có thông tin theo dõi kiểm soát chất lượng

bùn, bùn chưa được ổn định trong quá trình lưu chứa.

2.2.2. Chất thải rắn và chất thải rắn nguy hại

Bệnh viện đã thu gom, phân loại các loại chất thải phát sinh và đã hợp đồng thu gom xử lý với các đơn vị có chức năng theo quy định của pháp luật. Bệnh viện đã có sổ đăng ký chủ nguồn thải chất thải nguy hại mã số: 01.000314.T do Sở Tài nguyên và Môi trường Hà Nội cấp lần đầu ngày 06/01/2010 và cấp lần 2 ngày

Nghiên cứu


16/12/2013 có đầy đủ chứng từ quản lý chất thải nguy hại (CTNH).

Chất thải rắn thông thường được thu gom vào các thùng chứa màu xanh đặt tại các buồng bệnh, các phòng ban, nhà vệ sinh, hành lang,... Sau đó, được thu gom thường xuyên về khu chứa rác thải sinh hoạt có diện tích 25 m2, có mái che bằng tôn, nền đổ bê tông chống thấm.

Đối với chất thải tái chế, hàng ngày sẽ được thu gom về nhà lưu trữ chất thải tái chế có diện tích 20 m2, có mái che bằng tôn, cửa kính, có khóa.

Khu chứa rác thải y tế nguy hại lây nhiễm có diện tích 20 m2, được trang bị các xe đẩy tay 500l. Ngoài ra kho lưu trữ chất thải y tế còn có mái che bằng bê tông, cửa kín, có khóa để ngăn cản các loại gặm nhấm, côn trùng xâm nhập. Xung quanh được đặt biển báo, cảnh báo CTNH theo quy định của Bộ Y tế.

CTNH không lây nhiễm được thu gom vào các thùng chứa màu đen. Sau đó được thu gom thường xuyên về kho lưu giữ CTNH có diện tích 10 m2, có tường bao, có mái che nhưng chưa gắn biển cảnh báo CTNH theo TCVN 6707:2009/BTNMT.

Hình 3: Một số hình ảnh về các thùng thu gom rác thải tại bệnh viện Hà Đông

Hình 4: Kho chứa chất thảiTrong quá trình hoạt động của bệnh

viện, một số lượng lớn hóa chất được sử dụng (thống kê ở Bảng 6), các loại hóa chất này là nguyên nhân tạo ra một lượng lớn chất thải rắn nguy hại là bao bì chứa hóa chất.

Ngoài loại CTNH là bao bì chứa hóa chất, trong phạm vi bệnh viện còn tạo ra một lượng chất thải rắn nguy hại với khối lượng ước tính 3.076 kg/tháng (không

bao gồm bùn thải) trong đó chất thải lây nhiễm là 3.073 kg/tháng và CTNH không lây nhiễm là 3 kg/tháng. Các loại CTNH lây nhiễm gồm các loại sau:

- Chất thải lâm sàng không sắc nhọn:+ Vật liệu dây máu, dịch cơ thể và

chất bài tiết của người bệnh (bông, băng, gạc, dây truyền máu, ống dẫn lưu, ống hút dịch,...) găng tay cao su đã sử dụng.

Nghiên cứu


+ Chất thải dược phẩm: Dược phẩm quá hạn, vỏ lọ chứa các dược phẩm nguy hại, dược phẩm bị nhiễm khuẩn, các loại huyết thanh, vắc xin sống giảm độc lực cần phải thải bỏ.

+ Các mô và cơ quan người (dù nhiễm khuẩn hay không nhiễm khuẩn).

+ Các chất thải của động vật, xác súc vật bị nhiễm khuẩn hoặc được tiêm các tác nhân lây nhiễm.

+ Mọi loại chất thải phát sinh từ buồng cách ly.

- Chất thải lâm sàng sắc nhọn: Kim tiêm, dao mổ, pi-pet, lam kính xét nghiệm, đĩa nuôi cấy bằng thuỷ tinh, các lọ thuỷ tinh dính máu hay các vật sắc nhọn khác.

- Chất thải có nguy cơ lây nhiễm cao phát sinh từ phòng xét nghiệm: Găng tay, lam kính, ống nghiệm; môi trường nuôi cấy và các dụng cụ lưu giữ các tác nhân lây nhiễm ở trong phòng xét nghiệm, các đĩa nuôi cấy bằng nhựa và các dụng cụ sử dụng để cấy chuyển, phân lập,...; bệnh phẩm thừa sau sinh thiết/xét nghiệm/nuôi cấy; túi đựng máu, khối hồng cầu, huyết tương.

- Chất thải là mô và cơ quan người, động vật: các mô của cơ thể; các cơ quan, chân, tay, nhau thai, bào thai,...

- Chất thải phát sinh từ buồng bệnh nhân truyền nhiễm đặc biệt nguy hại: buồng bệnh cách ly (bệnh nhân SARS, cúm A H5N1,...).

CTNH không lây nhiễm gồm các loại chất thải chứa các yếu tố hóa học và

phóng xạ như sau:- Chất thải hoá học nguy hại:

Formaldehyd và các hoá chất khử khuẩn khác; các hóa chất quang học, các hợp chất có Halogen (Methylen chlorid, Chloroform, Freons, Trichloro ethylen, Halothan); các hợp chất không có Halogen (Xylen, Aceton, Isopropanol, Toluen, Ethyl acetat, Acetonitril); kim, lọ thuỷ tinh đựng thuốc và những chất thải khác liên quan tới quá trình chẩn đoán và điều trị theo phương pháp hoá trị liệu tại bệnh viện; các thuốc gây độc tế bào (ví dụ như thuốc điều trị ung thư).

- Chất thải phóng xạ + Chất thải phóng xạ rắn: Các dụng

cụ có dính chất phóng xạ phát sinh khi chẩn đoán và điều trị như kim tiêm, ống nghiệm, chai lọ đựng chất phóng xạ.

+ Chất thải phóng xạ lỏng: Dung dịch phóng xạ còn dư sau khi sử dụng, nước rửa các dụng cụ chứa chất phóng xạ, nước tiểu của người bệnh đang điều trị bằng chất phóng xạ,...

3. Đề xuất biện pháp nâng cao hiệu quả quản lý chất thải tại bệnh viện Đa khoa Hà Đông

3.1. Đánh giá chung về hiện trạng quản lý chất thải tại bệnh viện Đa khoa Hà Đông

Hệ thống xử lý nước thải của bệnh viện hiện đã cũ và xuống cấp, vì vậy chất lượng nước đầu ra chưa ổn định và vẫn

Bảng 6. Nhu cầu sử dụng hóa chất hiện tại của bệnh việnSTT Tên hóa chất Đơn vị Lượng sử dụng

1 Xà phòng kg/năm 1.6802 Giaven lít/năm 3003 Hóa chất khử trùng cloramin B kg/năm 1004 Nitơ lỏng kg/năm 25 CO2 kg/năm 26 Oxy lỏng m3/năm 97 Oxy khí y tế bình/năm 100

Nghiên cứu


chứa các yếu tố bất lợi cho môi trường cũng như con người. Việc kiểm tra giám sát sự rò rỉ nước trên đường ống thoát nước vẫn chưa được thực hiện thường xuyên. Bùn cặn từ quá trình nạo vét hệ thống thoát nước chưa được phân loại riêng mà vẫn thu gom chung cùng chất thải thông thường.

Cán bộ chuyên trách vận hành hệ thống thu gom và xử lý chất thải còn thiếu, chỉ có 01 cán bộ phụ trách cho toàn bệnh viện và đây lại là cán bộ kiêm nhiệm thuộc Phòng Quản trị thiết bị.

Một số loại chất thải như bông băng có lẫn máu vẫn bị bệnh nhân và người nhà bỏ lẫn vào thùng chứa chất thải rắn thông thường, điều này làm tăng nguy cơ lây truyền bệnh tật cho cộng đồng. Với các chất thải rắn lây nhiễm, hiện chỉ được lưu giữ trong các thùng đậy kín và bổ sung thêm hóa chất khử trùng. Việc bổ sung hóa chất không được thực hiện với nồng độ tùy thuộc vào từng loại chất thải, ngoài ra do bản thân các loại chất thải nguy hại gốc sinh học có khả năng phản ứng với hóa chất tẩy trùng, vì vậy dẫn tới việc diệt khuẩn chưa hiệu quả, vẫn phát sinh mùi và chưa đảm bảo diệt khuẩn hoàn chỉnh. Ngoài ra, vẫn còn hiện tượng vận chuyển chất thải qua các khu vực tập trung đông người, bệnh nhân vào các thời điểm có tập trung đông người (vào giờ hành chính).

Hình 5: Vận chuyển chất thải trong bệnh viện

3.2. Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả

Đối với các hạng mục xử lý nước thải, cần có kế hoạch dự kiến nâng cấp các công trình trong trạm xử lý nước thải đồng bộ với quá trình xây dựng mở rộng nâng cấp bệnh viện để nâng cao hiệu suất của dây chuyền xử lý, các chỉ tiêu đầu ra đạt được quy chuẩn hiện hành. Bên cạnh đó cần bổ sung các quy trình thu gom CTNH trong nội bộ bệnh viện để đảm bảo tránh gây ảnh hưởng đến môi trường. Cụ thể phải quy định tuyến đường vận chuyển, càng xa nơi tập trung đông người càng tốt. Tuyến thu gom và tuyến vận chuyển phải cố định. Quá trình thu gom được thực hiện bắt đầu từ khu vực nhạy cảm nhất (khu chăm sóc đặc biệt, khu lọc máu,...) theo một lộ trình cố định đến các khu vực ít nhạy cảm hơn rồi đến kho lưu giữ. Tuyệt đối tránh vận chuyển chất thải qua các khu vực chăm sóc người bệnh và các khu vực công cộng trong bệnh viện. Thời gian vận chuyển được bố trí hợp lý, thực hiện vào thời điểm ít người qua lại, ngoài giờ hành chính, tránh thời điểm tập trung đông bệnh nhân và người nhà.

Ngoài ra cần thành lập Bộ phận quản lý chất thải y tế nằm độc lập trong bệnh viện. Bộ phận quản lý chất thải y tế có thể bao gồm những thành phần sau: Giám đốc, Cán bộ quản lý chất thải y tế; Đại diện của khoa Kiểm soát nhiễm khuẩn, phòng Hành chính quản trị, phòng Điều dưỡng, các khoa lâm sàng và cận lâm sàng; Phòng Tài chính kế toán, Phòng Vật tư thiết bị Y tế,... và các bộ phận liên quan khác [2]. Giám đốc cơ sở y tế cần giao nhiệm vụ xây dựng kế hoạch bằng văn bản. Văn bản giao nhiệm vụ cụ thể cho các thành viên của Bộ phận quản lý chất thải y tế. Đặc biệt, nên chỉ định một cán bộ làm cán bộ chuyên trách về quản lý chất thải y tế và sẽ là người chịu trách

Nghiên cứu


nhiệm chung cho toàn bộ hoạt động lập kế hoạch, quản lý, theo dõi, giám sát kiểm tra chất thải y tế hàng ngày.

Để đảm bảo giảm thiểu lây nhiễm từ các chất thải sinh học, cần trang bị thêm hệ thống tiệt trùng hơi nước cho các loại chất thải có khả năng lây nhiễm.

Bên cạnh các biện pháp trên, cần tăng cường hoạt động tuyên truyền cho nhân viên bệnh viện cũng như bệnh nhân, người nhà bệnh nhân về việc phân loại chất thải rắn phát sinh trong bệnh viện, hướng dẫn cách thải bỏ an toàn (Hình 6),

phân loại chất thải theo hướng giảm thiểu chất thải y tế nguy hại: Tuyệt đối không vứt chất thải sắc nhọn với các chất thải khác, không để lẫn chất thải dính máu dịch với chất thải sinh hoạt. Các thùng thu gom chất thải phải đúng màu sắc quy định (màu vàng với chất thải lâm sàng sắc nhọn và không sắc nhọn; màu xanh với chất thải sinh hoạt và màu đen với chất thải phóng xạ, hoá học). Bên trong mỗi thùng phải luôn có túi nilon màu sắc tương ứng với màu sắc của thùng. Không chứa chất thải đầy quá 3/4 thùng.

Hình 6: Phương thức thải bỏ chất thải y tếMọi nhân viên thực hiện thu gom,

vận chuyển và xử lý chất thải phải qua khoá tập huấn quản lý chất thải y tế và được Giám đốc bệnh viện cấp chứng chỉ. Nhân viên không có chứng chỉ này không được làm công việc thu gom, vận chuyển và xử lý chất thải. Khi thu gom, vận chuyển và xử lý chất thải phải mang đầy đủ phương tiện phòng hộ cá nhân (găng tay, khẩu trang, ủng/dép).

Mọi nhân viên y tế hàng năm phải tham gia khoá tập huấn về quản lý chất thải bệnh viện. Nhân viên y tế mới tuyển dụng và sinh viên thực hành tại bệnh viện thời gian trên 1 tháng phải được tập huấn về quy định quản lý chất thải của bệnh viện trước khi tuyển dụng hoặc thực tập.

Ngoài ra, các nhân viên y tế phải tuyệt đối tuân theo nội quy của bệnh viện như không được phép thu gom bán, cho chất thải hoặc vận chuyển chất thải ra ngoài bệnh viện mà không được phép, để chất thải lẫn với đồ vải hoặc dụng cụ y tế, đậy nắp, bẻ cong, dùng tay tháo rời bơm kim tiêm, vận chuyển chất thải bằng xe không đúng màu quy định, xe không có nắp đậy kín hoặc xách túi đựng chất thải sắc nhọn.

4. Kết luậnHiện nay bệnh viện Đa khoa Hà

Đông đã được đầu tư xây dựng hệ thống thu gom và xử lý nước thải, tuy nhiên với thời gian xây dựng trên 10 năm hệ thống hiện nay đã xuống cấp và công suất cũng

(Xem tiếp trang 32)

Nghiên cứu


ỨNG DỤNG ẢNH HỒNG NGOẠI NHIỆT LANDSAT - 8 TIRS NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT HUYỆN

LỘC BÌNH, TỈNH LẠNG SƠNNguyễn Thị Lệ Hằng, Phạm Thị Thu Hương, Trần Thị Thu Trang

Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà NộiTóm tắtBài báo giới thiệu cơ sở lý thuyết và thực nghiệm xác định nhiệt độ bề mặt đất từ

ảnh hồng ngoại nhiệt LANDSAT - 8 TIRS khu vực huyện Lộc Bình, tỉnh Lạng Sơn năm 2017. Ảnh vệ tinh LANDSAT - 8 trước tiên được chuyển đổi giá trị số nguyên sang giá trị bức xạ điện từ, sau đó xác định nhiệt độ độ sáng. Dựa vào chỉ số thực vật chuẩn hóa (NDVI) để xác định độ phát xạ bề mặt sau đó tính toàn nhiệt độ bề mặt. Kết quả cho thấy: (i) Nhiệt độ thấp phân bố tại khu vực có đồi núi cao và có thảm thực vật che phủ dày đặc; (ii) Nhiệt độ cao tập trung ở khu vực nơi có mật độ dân cư dày đặc; (iii) Nhiệt độ rất cao và dị thường nhiệt xuất hiện tại khu vực khai thác than của mỏ than Na Dương. Ứng dụng ảnh hồng ngoại nhiệt LANDSAT - 8 TIRS giúp nghiên cứu sự phân bố không gian nhiệt độ bề mặt một cách hiệu quả và nhanh chóng.

Từ khóa: Ảnh hồng ngoại nhiệt LANDSAT - 8; Nhiệt độ bề mặt; NDVI; Độ phát xạ bề mặt.

AbstractApplication of LANDSAT - 8 TIRS thermal infrared image in research on the

distribution of land surface temperature in Loc Binh district, Lang Son provinceThis paper introduces the theoretical and empirical basis for estimating land

surface temperature in Loc Binh district, Lang Son province in 2017 using LANDSAT - 8 TIRS thermal infrared image. Firsly, LANDSAT - 8 satellite images were converted into electro magnetic radiation, then identified the brightness temperatures. Based on the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), the land surface emissivity was then calculated for the land surface temperature retrieval. The results show that: (i) low temperatures were distributed in high mountainous areas and dense vegetation cover areas; (ii) high temperatures were concentrated in areas with dense population; (iii) very high temperatures and thermal anomalies occured in the area of Na Duong coal mine. The application of LANDSAT - 8 TIRS thermal infrared image helps to study the spatial distribution of land surface temperatures effectively and quickly.

Keywords: LANDSAT - 8 thermal infrared image; Land Surface Temperature; NDVI; Land surface emissivity.

1. Mở đầu

Nhiệt độ bề mặt đất (Land Surface Temperature - LST) là một trong những thông số vật lý đóng vai trò quan trọng trong việc trao đổi nước và năng lượng giữa bề mặt trái đất và tầng khí quyển,

đồng thời cũng đóng một vai trò quan trọng nhiều lĩnh vực nghiên cứu khoa học như khí tượng thủy văn, sinh thái và biến đổi khí hậu toàn cầu,... Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ viễn thám, LST được xác định một cách nhanh chóng và hiệu quả thông qua các thuật toán xác định LST. Tại Việt Nam, một số

Nghiên cứu


nghiên cứu đã ứng dụng viễn thám hồng ngoại nhiệt trong nghiên cứu và ứng dụng trong giám sát tài nguyên môi trường. Trần Thị Vân và cộng sự (2009) đã sử dụng dữ liệu ảnh hồng ngoại nhiệt LANDSAT trong khảo sát sự phân bố nhiệt độ bề mặt và đánh giá mối quan hệ giữa nhiệt độ bề mặt và lớp phủ khu vực thành phố Hồ Chí Minh [1]. Trịnh Lê Hùng (2014, 2015) sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh Landsat trong đánh giá phân bố nhiệt độ bề mặt khu vực đô thị Hà Nội cũng như đánh giá độ ẩm đất/thực vật bề mặt khu vực Bắc Bình, Bình Thuận [4, 5]. Doãn Hà Phong (2007) và Trần Xuân Trường (2010) sử dụng ảnh hồng ngoại độ phân giải thấp MODIS (TERRA, AQUA) xác định nhiệt độ bề mặt nhằm phát hiện và cảnh báo sớm cháy rừng [7, 8]. Trong khi đó, trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu ứng dụng tư liệu ảnh viễn thám hồng ngoại nhiệt trong xác định nhiệt độ bề mặt và độ ẩm đất. Năm 1988, Balling và các cộng sự đã sử dụng dữ liệu ảnh hồng ngoại nhiệt độ phân giải thấp NOAA/AVHRR trong nghiên cứu nhiệt độ bề mặt tại các đô thị lớn. Năm 1996, Kevin P. Gallo và Tymothy W. Owen cũng sử dụng ảnh hồng ngoại nhiệt NOAA/AVHRR trong nghiên cứu hiện tượng đảo nhiệt đô thị ở Pensylvania và New Jersy (Mỹ). Năm 2007, Cueto et al (2007) đã sử dụng dữ liệu ảnh hồng ngoại nhiệt LANDSAT TM, ETM+ trong đánh giá ảnh hưởng của đảo nhiệt đô thị ở thủ đô Mexico (Mexico) [9]. Vlassova et al (2014) sử dụng tư liệu ảnh hồng ngoại nhiệt Landsat 5 TM trong chiết tách thông tin nhiệt độ bề mặt và mô hình hóa mối quan hệ giữa nhiệt độ với các dạng thực phủ khu vực phía tây Tây Ban Nha [10]. Vlassova et al (2014) sử dụng chuỗi ảnh vệ tinh Landsat trong đánh giá mối quan hệ giữa nhiệt độ bề mặt và mức độ cháy rừng khu vực tỉnh Caceres (Tây Ban Nha)

[11]. Van de Griend A., Owen M. (1993) và Valor E., Caselles V. (1996) đã nghiên cứu mối quan hệ giữa nhiệt độ bề mặt và các loại hình lớp phủ [14]. Từ phân tích trên đây cho thấy việc nghiên cứu một cách tổng thể cơ sở khoa học phương pháp chiết tách thông tin nhiệt độ có tính cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao. Đồng thời, trong nghiên cứu này, bài báo trình bày thực nghiệm xác định LST cho khu vực huyện Lộc Bình (tỉnh Lạng Sơn) cho ảnh thu nhận vào các thời điểm năm 2010, 2014 và 2017.


2.1. Khu vực nghiên cứu và tư liệu sử dụng

Lộc Bình là một huyện miền núi với tổng diện tích tự nhiên 98.642,7 ha, chiếm 11,87% diện tích của tỉnh Lạng Sơn. Huyện Lộc Bình nằm về phía Đông Nam của tỉnh Lạng Sơn, phía Bắc giáp huyện Cao Lộc và nước Cộng hòa nhân dân Trung Hoa, phía Đông giáp huyện Đình Lập, phía Tây giáp với huyện Chi Lăng, phía Nam giáp với huyện Đình Lập và tỉnh Bắc Giang. Tổng dân số trên địa bàn huyện Lộc Bình là 85.729 người với mật độ dân số 86 người/km2. Khí hậu của huyện Lộc Bình nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, chia thành 2 mùa rõ rệt. Mùa mưa nóng, ẩm bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 10; mùa khô lạnh, ít mưa từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau. Nhiệt độ trung bình hằng năm là 21oC, nhiệt độ cao tuyệt đối 38oC, nhiệt độ thấp tuyệt đối -2oC.

Để chiết tách nhiệt độ bề mặt huyện Lộc Bình, ảnh vệ tinh quang học LANDSAT - 8 OLI và TIRS được thu thập từ website của Cục Điều tra Địa chất Hoa kỳ (USGS) được lựa chọn sử dụng (Hình 1). Ảnh LANDSAT có độ phân giải không gian 30 m, Path/Row 127/45 và được thu nhận vào ngày 06/12/2017. Ảnh đã được hiệu chỉnh về mức L1TP và được chuẩn

Nghiên cứu


định với hệ quy chiếu WGS 1984 UTM, Zone 48 North. Trong đó, kênh 4 và 5 (độ phân giải 30 m) của ảnh LANDSAT - 8 được dùng để tính chỉ số NDVI, kênh 10 (độ phân giải 100 m) được sử dụng để xác định nhiệt độ bề mặt.

Hình 1: Ảnh vệ tinh LANDSAT - 8 (4-3-2) thu nhận tại Lộc Bình ngày 06/12/2017

2.2. Chiết tách nhiệt độ bề mặt.a. Phương pháp chuyển đổi giá trị số

nguyên sang giá trị bức xạ điện từTín hiệu nhiệt của vật chất khi được

thu nhận bởi các bộ cảm biến nhiệt đã được đưa về giá trị số để thuận tiện trong sử dụng. Do vậy,để tính nhiệt độ bề mặt, bước đầu tiên phải tiến hành chuyển đổi giá trị số nguyên của ảnh (DN - digital number) sang giá trị thực của bức xạ (Wm-2µm-1). Đối với ảnh hồng ngoại nhiệt LANDSAT 8, hiệu chỉnh bức xạ được thực hiện như sau (USGS, 2015):

Lλ=ML.Qcal + AL (1)Trong đó: Lλ - giá trị bức xạ phổ; ML - hệ số hiệu chỉnh đối với từng

kênh ảnh cụ thể (giá trị Radiance_Mult_Band_x trong file metadata ảnh LANDSAT 8, trong đó x là kênh ảnh);

AL - hệ số hiệu chỉnh đối với từng kênh ảnh cụ thể (giá trị Radiance_And_Band_x trong file metadata ảnh LANDSAT 8, trong đó x là kênh ảnh)

Qcal - giá trị số của kênh ảnh.

b. Phương pháp xác định nhiệt độ bức xạ

Sau khi chuyển giá trị số sang giá trị bức xạ phổ, ảnh hồng ngoại nhiệt sẽ được sử dụng để tính nhiệt độ. Nhiệt độ này còn được gọi là nhiệt độ bức xạ hay nhiệt độ chói (brightness temperature). Đối với dữ liệu ảnh hồng ngoại nhiệt LANDSAT, nhiệt độ độ sáng được xác định như sau:

21ln(1 )

KTB K

Lλ

=

+ (2)

Trong đó: TB là giá trị nhiệt độ bức xạ của ảnh (brightness temperature - K);

Lλ- là giá trị bức xạ phổ; K1, K2- hằng số được cung cấp trong

file metadata dữ liệu ảnh LANDSAT (USGS, 2015) [16].

c. Phương pháp xác định độ phát xạ bề mặt

Dựa trên chỉ số thực vật NDVI, độ phát xạ bề mặt có thể tính bằng phương pháp do Valor E., Caselles V. (1996) [14] đề xuất. Độ phát xạ của một pixel được tính bằng tổng độ phát xạ của các thành phần chứa trong đó theo công thức:

(1 )v v s vP Pε ε ε= + − (3)

Trong đó: εv, εs - độ phát xạ đặc trưng cho đất và thực vật thuần nhất; Pv - tỉ lệ thực vật trong một pixel. Pv (độ che phủ thực vật - FVC) có giá trị bằng 0 đối với đất trống và bằng 1 đối với khu vực được phủ kín bởi thực vật.

2min

max min

NDVI NDVIPv NDVI NDVI

− =

− (4)

Trong đó, NDVI được xác định theo công thức (5) với NIR và RED là giá trị phản xạ sóng điện từ tại kênh cận hồng ngoại và kênh đỏ.

Nghiên cứu


NIR REDNDVINIR RED

−=+ (5)

d. Phương pháp xác định nhiệt độ bề mặt

Sau khi xác định độ phát xạ bề mặt, nhiệt độ độ chói (brightness temperature) sẽ được hiệu chỉnh để thu được giá trị nhiệt độ bề mặt (Land Surface Temperature). Nhiệt độ bề mặt được xác định như sau:

.1 ( )*lnB

B

TLST Tλ ερ

=+ (6)

Trong đó: LST - nhiệt độ bề mặt; TB - giá trị nhiệt độ bức xạ hay nhiệt

độ độ chói; λ - giá trị bước sóng trung tâm của

dải sóng hồng ngoại nhiệt, đối với kênh 10 và 11 ảnh LANDSAT 8, giá trị bước sóng trung tâm dải sóng hồng ngoại nhiệt được lấy tương ứng là 11 µm và 12 µm;

ε - độ phát xạ bề mặt; .h cρ

σ= - hằng số Stefan - Boltzman

(1.38.10-23J/K); h - hằng số Plank (6.626.10-34J.sec); c - vận tốc ánh sáng (2.988.108 m/s).


3.1. Chỉ số NDVIĐể xác định độ phát xạ bề mặt thì

chỉ số NDVI là một thông số quan trọng. Dựa vào kết quả phản xạ phổ bề mặt, tiến hành tính toán NDVI theo công thức (5). Giá trị NDVI nằm trong khoảng từ -1 đến 1. trong đó thực vật thường có giá trị NDVI lớn hơn 0,2. Trong trường hợp NDVI > 0,5, khu vực đó được xem là phủ kín bởi thực vật và bức xạ điện từ không tới được bề mặt đất. NDVI trong khoảng [0; 0,2] tương ứng với các khu

vực đất trống, [-0,2; 1] đại diện cho khu vực đất ẩm, trong khi bề mặt nước có giá trị NDVI nhỏ hơn -0,2. Trên ảnh chỉ số NDVI, các pixel màu sáng đại diện cho những vùng thực vật phát triển tươi tốt, trong khi các pixel màu tối thể hiện những khu vực không có thực vật bao phủ hoặc mật độ thực vật thấp. Giá trị NDVI trên 0,7 thường nằm ở khu vực phủ kín thực vật. Chỉ số thực vật xác định được cho khu vực huyện Lộc Bình (tỉnh Lạng Sơn) sử dụng ảnh vệ tinh LANDSAT - 8 OLI chụp ngày 06 tháng 12 năm 2017 được thể hiện trong hình 2. Sự phân bố NDVI cho thấy độ che phủ lớn nhất là 1,0 và nhỏ nhất là -0,568 với giá trị trung bình là 0,7. Có thể thấy chỉ số thực vật NDVI cao tập trung ở các khu vực đồi núi cao đặc biệt khu vực có rừng rậm. Độ che phủ thấp tập trung ở nơi đang tiến hành khai thác than và nước mặt hoặc đất xây dựng. Một số nơi có NDVI nhỏ hơn 0 xuất hiện như tại nước mặt nơi có ao, hồ sông, suối.

Hình 2: Chỉ số NDVI huyện Lộc Bình ngày 06/12/2017

3.2. Độ che phủ thực vậtĐộ che phủ thực vật (FVC) xác định

được cho khu vực huyện Lộc Bình (tỉnh Lạng Sơn) sử dụng ảnh vệ tinh LANDSAT - 8 OLI chụp ngày 06 tháng 12 năm 2017 được thể hiện trong hình 3. Sự phân bố

Nghiên cứu


độ che phủ cho thấy giá trị lớn nhất là 1,0 và nhỏ nhất là 0,0; độ che phủ trung bình là 0,92. Có thể thấy, trong năm 2017, độ che phủ thực vật cao thường tập trung ở các khu vực đồi núi cao đặc biệt khu vực có rừng rậm. Độ che phủ thấp tập trung ở khu vực khai thác than và nước mặt hoặc đất xây dựng. Một số nơi có độ che phủ thấp xấp xỉ 0 thường xuất hiện tại nước mặt nơi có ao, hồ sông, suối.

Hình 3: Độ che phủ thực vật huyện Lộc Bình ngày 06/12/2017

3.3. Độ phát xạ bề mặt

Hình 4: Độ phát xạ bề mặt huyện Lộc Bình ngày 06/12/2017

Kết quả xác định độ phát xạ bề mặt cho khu vực huyện Lộc Bình (tỉnh Lạng Sơn) sử dụng ảnh vệ tinh LANDSAT - 8 OLI chụp ngày 06 tháng 12 năm 2017

được thể hiện trong hình 4. Giá trị độ phát xạ bề mặt tại nơi có mật độ thực vật dày như rừng tự nhiên, rừng trồng thì độ phát xạ thường đạt trên 0,95. Tại nơi có đất trống, đất xây dựng, bãi cát thường thì giá trị độ phát xạ bề mặt trong khoảng 0,91 - 0,92. Tuy nhiên, kết quả trong hình 3 cho thấy không có sự xuất hiện của đất trống. Nước có hàm lượng chất diệp lục thấp, giá trị độ phát xạ bề mặt đạt thấp và ngược lại. Độ phát xạ nhỏ nhất là 0,958 và lớn nhất là 0,995 nơi có thực vật dày đặc.

3.4. Nhiệt độ bề mặt

Hình 5: Nhiệt độ bề mặt huyện Lộc Bình

ngày 06/12/2017Kết quả xác định nhiệt độ bề mặt cho

khu vực huyện Lộc Bình (tỉnh Lạng Sơn) sử dụng ảnh vệ tinh LANDSAT - 8 TIRS chụp ngày 06 tháng 12 năm 2017 cho thấy do ảnh thu nhận vào mùa đông nên nhiệt độ bề mặt khá thấp. Hình 5 cho thấy, về tổng thể, nhiệt độ bề mặt của huyện Lộc Bình có nhiệt độ thấp nhất là 5,0°C, cao nhất là 36,5°C, nhiệt độ trung bình là 19,3°C. Nhiệt độ bề mặt chủ yếu tập trung ở khu vực có có nhiều đồi núi nơi có thảm thực vật che phủ dày đặc. Nhiệt độ cao trên 25°C chủ yếu tập trung ở khu vực có mật độ dân cư đông đúc và đặc biệt là tại nơi khai thác mỏ than Na Dương, thị trấn Lộc Bình, huyện Lộc Bình, tỉnh Lạng Sơn. Kết quả này cho thấy, nhiệt độ bề mặt và chỉ số NDVI và độ che phủ

Nghiên cứu


thực vật có một mối tương quan nghịch. Sự phân bố của nhiệt độ bề mặt chỉ rõ, nhiệt độ cao thường tập trung tại các khu vực trung tâm của huyện nơi có các khu dân cư và khu vực khai thác than, trong khi đó nhiệt độ thấp thường xuất hiện tại khu vực có mật độ thảm thực vật dày đặc và mặt nước.

4. Kết luậnBài báo giới thiệu cơ sở lý thuyết và

thực nghiệm xác định nhiệt độ bề mặt đất từ ảnh hồng ngoại nhiệt LANDSAT - 8 TIRS khu vực huyện Lộc Bình, tỉnh Lạng Sơn ngày 06 tháng 12 năm 2017. Kết quả cho thấy, nhiệt độ thấp phân bố tại khu vực có đồi núi cao và có thảm thực vật che phủ dày đặc. Nhiệt độ cao tập trung ở khu vực nơi có mật độ dân cư dày đặc. Nhiệt độ rất cao và dị thường nhiệt thường xuất hiện tại khu vực khai thác than của mỏ than Na Dương. Kết quả nghiên cứu cho thấy ứng dụng ảnh hồng ngoại nhiệt LANDSAT - 8 TIRS giúp nghiên cứu sự phân bố không gian nhiệt độ bề mặt một cách hiệu quả và nhanh chóng. Kết quả nghiên cứu này có thể là là cơ sở để xác định độ ẩm đất, nguy cơ hạn hán và sự phân bố trường địa nhiệt một cách hiệu quả.

TÀI LIỆU THAM KHẢO[1]. Trần Thị Vân, Hoàng Thái Lan, Lê

Văn Trung (2009). Phương pháp viễn thám nhiệt trong nghiên cứu phân bố nhiệt độ đô thị. Tạp chí các khoa học về Trái đất, 31, 168 - 177.

[2]. Trần Hùng (2007). Sử dụng tư liệu MODIS theo dõi độ ẩm đất/thực vật bề mặt: Thử nghiệm với chỉ số mức độ khô hạn nhiệt độ - thực vật (TVDI). Tạp chí Viễn thám và Địa tin học, Số 2, trang 38 - 45.

[3]. Trịnh Lê Hùng (2014). Ứng dụng dữ liệu viễn thám hồng ngoại nhiệt LANDSAT nghiên cứu độ ẩm đất trên cơ sở chỉ số khô hạn nhiệt độ - thực vật. Tạp chí Các khoa học về Trái đất, Tập 36, số 03, trang 262 - 270.

[4]. Trịnh Lê Hùng, Đào Khánh Hoài (2015). Ứng dụng viễn thám đánh giá nguy cơ hạn hán ở huyện Bắc Bình, tỉnh Bình Thuận. Tạp chí Khoa học Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh, số 05(70), trang 128 - 139.

[5]. Trịnh Lê Hùng, Vũ Danh Tuyên, Vương Trọng Kha (2016). Phương pháp viễn thám trong đánh giá ảnh hưởng của quá trình khai thác khoáng sản đến tình trạng hạn hán khu vực mỏ sắt Thạch Khê, tỉnh Hà Tĩnh. Hội thảo Khoa học Kỹ thuật Mỏ toàn quốc lần thứ 25, trang 129 - 135.

[6]. Doãn Hà Phong (2007). Xây dựng thuật toán và phương trình xác định nhiệt độ bề mặt đất trong theo dõi cảnh báo cháy rừng trên cơ sở ảnh vệ tinh MODIS (TERRA và AQUA) trên lãnh thổ Việt Nam. Luận án Tiến sỹ, Trường Đại học Mỏ - Địa chất.

[7]. Trần Xuân Trường (2010). Xác định độ ẩm mặt đất bằng phương pháp viễn thám không gian. Luận án Tiến sỹ, Trường Đại học Mỏ - Địa chất.

[8]. Garcia Cueto O.R., Jauregui Ostos E., Toudert D., Tejeda Martinez A. (2007). Detection of the urban heat island in Mexicali and its relationship with land use. Atmosfera 20 (2), pp. 111 - 131.

[9]. Vlassova L., Fernando Perez-Cabello, Hector Nieto, Pilar Martin, David Riano, Juan de la Riva (2014). Assessment of methods for land surface temperature retrieval from LANDSAT 5 TM images applicable to multiscale tree-grass ecosystem modelling. Remote Sensing, 6, 4345 - 4368.

[10]. Vlassova Lidia, Fernando Perez - Cabello, Marcos Rodrigues Mimbrero, Raquel Montorio Lloveria, Alberto Garcia-Martin (2014). Analysis of the relationship between land surface temperature and wildfire severity in a series of Landsat images. Remote Sensing, 6, 6136 - 6162.

[11]. Valor E., Caselles V (1996). Mapping land surface emissivity from NDVI. Application to European African and South American areas. Remote sensing of Environment, 57, pp. 167 - 184.

[12]. Garcia Cueto O.R., Jauregui Ostos E., Toudert D., Tejeda Martinez A. (2007). Detection of the urban heat island in Mexicali and its relationship with land use. Atmosfera 20(2), pp. 111 - 131.

[13]. USGS (2015). Tài liệu hướng dẫn về xác định nhiệt độ bề mặt từ ảnh LANDSAT. Trang: https://landsat.usgs.gov/documents/.


https://landsat.usgs.gov/documents/

Nghiên cứu


ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT PHỤC VỤ SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP TẠI HUYỆN GIA LỘC, TỈNH HẢI DƯƠNG

Lê Việt Hung, Trần Thuy Chi, Phung Thị LinhTrường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội

Tóm tắtNghiên cứu nhằm đánh giá chất lượng nước mặt phục vụ sản xuất nông nghiệp

tại huyện Gia Lộc, tỉnh Hải Dương. Trên địa bàn huyện còn có nhiều hồ, ao tự nhiên và nhân tạo, là nơi trữ nước và vận chuyển nước trên bề mặt, góp phần nuôi dưỡng động, thực vật và điều hòa khí hậu trong vùng. Với những điền kiện thuận lợi như vậy, lĩnh vực sản xuất nông nghiệp của huyện Gia Lộc phát triển khá tốt. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, nguồn nước phục vụ tưới tiêu, nuôi trồng thủy sản của huyện đang có nguy cơ bị ô nhiễm, gây ảnh hưởng tới năng suất và chất lượng của nông sản. Bài báo sử dụng phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu nước, từ đó tính toán chỉ số WQI để đánh giá chất lượng nước mặt phục vụ sản xuất nông nghiệp huyện Gia Lộc. Kết quả tính toán chỉ số WQI sau phân tích 28 mẫu nước tại 7 vị trí quan trắc cho thấy: ngoại trừ tại điểm N3 tại mương thoát nước làng nghề bún Đông Cận, xã Tân Tiến không đủ điều kiện, còn lại các điểm vẫn đủ điều kiện cung cấp nước phục vụ sản xuất nông nghiệp.

Từ khóa: Nước mặt; Ô nhiễm; Chất lượng nước; Nông nghiệp; Huyện Gia Lộc.Abstract

Assessment of surface water quality for agricultural production in Gia Loc district, Hai Duong province

The research aims to assess surface water quality for agricultural production in Gia Loc district, Hai Duong province. In this district, there are many lakes and natural and artificial ponds where water are stored and transported on the surface, contributing to climate regulation and raising animals and plants in the region. With such favorable conditions, the agricultural production in Gia Loc district has been developing well. However, in recent years, water sources for irrigation and aquaculture of the district are at risk of pollution, affecting the productivity and quality of agricultural products. This paper uses the method of sampling and analyzing water samples. Calculating the WQI index was then calculated to assess surface water quality for agricultural production in Gia Loc district. The results of calculating the WQI index after analyzing 28 water samples collected from 7 monitoring locations show that except point N3 at the drainage ditch of Dong Can vermicelli village, Tan Tien commune, the other samplingpoints are eligible to supply water for agricultural production.

Keywords: Surface water; Pollution; Water Quality, Agriculture; Gia Loc district.1. Đặt vấn đềHải Dương có nguồn nước mặt dồi

dào, với mạng lưới sông ngòi dày đặc, có 3 hệ thống sông chính là sông Thái Bình, sông Bắc Hưng Hải và hệ thống sông Luộc, trong đó có các con sông lớn như:

Sông Kinh Môn, Sông Kinh Thầy, Sông Lai Vu, Sông Luộc, Sông Rạng, Sông Sặt, Sông Thái Bình, Sông Thương, Sông Văn Úc và rất nhiều các nhánh sông nhỏ. Tổng lượng dòng chảy các sông tại tỉnh khoảng 35 tỉ m3/năm, sự phân bố của lượng mưa theo mùa làm cho lượng nước tự nhiên

Nghiên cứu


trên các sông cũng phân bố theo mùa khá rõ rệt: mùa mưa chiếm từ 78 - 83% tổng lượng nước trong năm, mùa khô lượng nước chỉ còn từ 17 - 22% tổng lượng nước. Tổng lượng phù sa khoảng 26,6 triệu tấn và cũng thay đổi theo mùa. Cùng mạng lưới sông ngòi dày đặc, tỉnh Hải Dương còn có mạng lưới ao, hồ, đầm tự nhiên và nhân tạo tương đối phong phú, đa dạng, phân bố rộng khắp với tổng diện tích là 12.000 ha.

Huyện Gia Lộc là một huyện của tỉnh Hải Dương, với hệ thống kênh mương có nguồn nước dồi dào, có tài nguyên nước phong phú cả về nước mặt và nước dưới đất. Nơi đây không có sông lớn chảy qua. Tài nguyên nước từ hệ thống sông đào Bắc Hưng Hải, sông Kẻ Sặt. Tài nguyên nước mặt tại chỗ từ nước mưa, nước trữ trong ao hồ. Với những điền kiện thuận lợi như vậy, lĩnh vực sản xuất nông nghiệp của huyện phát triển khá tốt. Tuy nhiên, trong những năm gần đây tình trạng khai thác nước mặt và việc tích nước, xả lũ tại các hồ chứa thủy điện trên sông thượng nguồn đã làm cho dòng chảy mặt thay đổi. Ngoài ra, tình trạng khai thác cát diễn ra khá phổ biến trên địa bàn tỉnh Hải Dương làm hạ thấp cao trình mực nước. Nguồn nước phục vụ tưới tiêu, nuôi trồng thủy

sản của huyện Gia Lộc đang có nguy cơ bị ô nhiễm, gây ảnh hưởng tới năng suất và chất lượng của nông sản.

2. Phương pháp nghiên cứu2.1. Thu thập, thống kê và xử lý các

số liệuThu thập, thống kê và xử lý các số

liệu về điều kiện thủy văn, phát triển kinh tế xã hội của huyện Gia Lộc qua các năm, các cơ sở sản xuất, kinh doanh, dịch vụ đang hoạt động trên địa bàn huyện.

2.2. Phân tích và tổng hợp số liệuNhập, xử lý các số liệu thu thập được,

các số liệu phân tích bằng phần mềm Excel, nhập các kết quả thống kê điều tra đã thực hiện ở trên.

2.3. Khảo sát thực địa, lấy mẫu, phân tích mẫu nước

Mẫu nước được lấy theo phương pháp lấy mẫu nước sông suối (TCVN 6663 - 6:2008). Đo đạc, phân tích các thông số chất lượng nước như: DO, nhiệt độ, BOD5, COD, N-NH4, P-PO4, TSS, độ đục, tổng Coliform, pH theo phương pháp đo đạc chỉ số chất lượng nước. Các phương pháp đo và phân tích các thông số chất lượng nước như Bảng 1

Bảng 1. Các phương pháp phân tích các thông số chất lượng nước lưu vực sông nghiên cứuSTT Thông số Phương pháp phân tích

1

Đo nhanh tại hiện trường

Nhiệt độ Đo bằng máy đo2 DO Đo bằng máy đo3 EC Đo bằng máy đo4 TSS Đo bằng máy đo5 pH Đo bằng máy đo6

Phân tích trong phòng thí nghiệm

BOD5 Ủ ở 20oC, đo DO bằng máy đo DO7 COD Trắc quang - phép đo bicromat8 N-NH4

+ Trắc quang - phương pháp phenat9 P-PO4

3- Trắc quang, đo màu ở dạng “xanh molypden”

10 Tổng NPhân hủy mẫu, khử NO3

- về NO2- và xác định TN bằng phương

pháp trắc quang, tạo phức màu đỏ tím khi phản ứng với sulfanilamide và NED

11 Tổng P Phân hủy mẫu, xác định TP bằng phương pháp Trắc quang, đo màu ở dạng “xanh molypden”

12 Độ đục Đo bằng máy đo13 Coliform MPN

Nghiên cứu


2.4. Sử dụng bản đồ GISGIS (hệ thống thông tin địa lý) là

tập hợp phần cứng, phần mềm và các thủ tục để lưu trữ, quản lý, điều khiển, phân tích, mô hình hóa và hiển thị dữ liệu địa lý nhằm giải quyết các vấn đề quản lý và quy hoạch phức tạp. Việc sử dụng GIS vào nghiên cứu đề tài cho phép thực hiện được công việc thu thập và tổng hợp dữ liệu một cách nhanh chóng hơn, hiệu quả hơn. Bản đồ được xây dựng giúp cho quá trình quản lý và đánh giá các biến đổi môi trường nước được trực quan, chính xác và tổng quát hơn. Phần mềm hỗ trợ chủ yếu là Mapinfo 10.5 dùng để xây dựng bản đồ lưu vực và xác định vị trí lấy mẫu trên bản đồ.

2.5. Đánh giá chất lượng nước theo WQI

Chỉ số chất lượng nước (viết tắt là WQI) là một chỉ số được tính toán từ các thông số quan trắc chất lượng nước, dùng để mô tả định lượng về chất lượng nước

và khả năng sử dụng của nguồn nước đó; được biểu diễn qua một thang điểm [3]. Trên cơ sở các chỉ số WQI tính được, tiến hành phân loại và đánh giá chất lượng nước theo các thang điểm WQI từ 0 đến 100, sử dụng bảng xác định giá trị WQI tương ứng với mức đánh giá chất lượng nước để so sánh, đánh giá tương ứng với mục đích sử dụng. Áp dụng phương pháp tính theo quyết định 879/QĐ-TCMT ngày 01 tháng 7 năm 2011. Thông số các chất ô nhiễm môi trường nước mặt để tính toán chỉ số chất lượng nước mặt (WQI) gồm: DO, nhiệt độ, BOD5, COD, N-NH4, P-PO4, TSS, độ đục, tổng Coliform, pH.

3. Kết quả và thảo luận3.1. Kết quả Quá trình quan trắc môi trường nước

tại huyện Gia Lộc được chia làm 4 đợt: đợt I (16/02/2018 - 23/02/2018), đợt II (05/5/2018 - 09/5/2018), đợt III (07/8/2018 - 13/9/2018), đợt IV (27/10/2017).

Hình 1: Bản đồ vị trí các điểm quan trắc trên địa bàn huyện Gia Lộc, tỉnh Hải Dương

Nghiên cứu


Để đánh giá chất lượng nước mặt huyện Gia Lộc, lựa chọn 7 điểm khảo sátBảng 2. Danh sách vị trí lấy mẫu

STT Vị trí lấy mẫu Ký hiệu mẫu

Tọa độ lấy mẫu Mô tả điểm quan trắcKinh độ Vĩ độ

1 Sông Đinh Đào tại cầu Tràng Thưa S38 20o50’36” 106o18’34” Trên sông có nhiều bèo tây,

có nhiều thuyền qua lại

2 Kênh Thạch Khôi, Đoàn Thượng, tại Cầu Gỗ Km13 20o51’57” 106o17’30” Trên kênh có rác thải sinh

hoạt, nước đục

3

Kênh Thạch Khôi - Đoàn Thượng, đoạn trước khi chảy vào sông Đình Đào tại xã Đoàn Thượng,

Km14 20o48’59” 106o16’50”

Vị trí lấy mẫu trước cửa xả vào sông Đinh Đào, cửa cống mực nước trung bình có màu xanh rêu

4 Sông cầu Binh, tại cầu Binh, xã Gia Khánh Km15 20o52’35” 106o19’24” Có nhiều bèo, nước màu

xanh nhạt và có vẩn đục

5 Kênh Chùa So - Quảng Giang tại xã Hoàng Diệu Km16 20o50’41” 106o18’33” Gần cổng làng Phong Lâm,

dòng kênh có nhiều rác

6 Điểm tiếp nhận nước thải của CNN Thạch Khôi - Gia Xuyên Ncn28 20o54’10” 106o18’28” Nước cạn, có váng, dòng

chảy chậm.

7 Mương thoát nước làng nghề bún Đông Cận, xã Tân Tiến N3 20o52’49” 106o19’10”

Nước mương có màu đen, mùi hôi thối, dòng chảy chậm, nhiều bèo

Kết quả đo đạc và phân tích chất lượng nướcBảng 3: Kết quả phân tích chất lượng nước

Thời gian

Ký hiệu mẫu

T(oC) pH DO

mg/lBOD5 mg/l

COD mg/l

N-NH+4

mg/lP-PO3-

4 mg/l

Độ đục

NTU

TSS mg/l

EC mS/cm

Coliform MPN/ 100ml

Đợt 1

N3 22,3 6,6 2,1 22 48 3,83 0,86 38 32 876 11000Ncn28 21,8 7,2 2,4 6 12 2,5 0,4 47 30 399 2100

S38 21,9 7,1 3,7 5 14 0,95 0,1 24 22 727 640Km13 23,5 7,2 2,9 12 28 2,2 0,1 24 20 787 1500Km14 23 7,4 3,6 12 32 0,92 0,05 39 15 123 930Km15 23,2 7 3,5 12 34 35,25 0,05 32 12 292 1200Km16 22,8 7,4 3,3 13 36 0,93 0,05 26 36 913 930

Đợt 2

N3 27,5 7,4 2,6 13 39 32,5 1,06 25 23 1565 93000Ncn28 28,8 7,1 4,2 12 35 2,9 0,51 61,7 42 928 4300

S38 21,9 7,1 3,7 5 14 0,95 0,1 24 22 727 640Km13 28,8 7,2 3 22 66 4,95 0,06 36 44 984 2400Km14 28,7 7,2 3,5 8 25 0,9 0,08 16,8 11 739 1100Km15 29 7,1 4 15 45 1,93 <0.05 16,3 20 812 930Km16 28,5 7,2 3,7 14 44 1,48 0,07 15,6 19 749 1100

Đợt 3

N3 27,8 6,8 2,7 13 38 11,4 0,68 9 6 673 24000Ncn28 28,8 6,9 3,4 9 26 4 0,08 44 25 1263 2100

S38 26,5 6,9 3,4 11 30 2,8 0,06 35 13 588 750Km13 27,6 6,8 3,5 15 36 3,33 0,05 24 15 628 3900Km14 27 7 3,6 12 32 2,95 0,05 20 15 610 1100Km15 27,3 6,8 3,5 12 34 2,78 0,05 31 12 723 1200Km16 27,2 6,7 3,3 13 36 1,18 0,05 72 36 492 1200

Nghiên cứu


Đợt 4

N3 26,8 6,3 3,2 8 23 7,2 0,54 46 28 581 15000Ncn28 26 2,7 2,7 14 28 5,5 0,08 57 44 1385 2400

S38 24,9 7,5 3,6 3 10 0,35 <0.05 44 21 294 640Km13 24,3 7,6 3,2 18 57 4,5 <0.05 93 236 811 7500Km14 28,7 7,6 3,4 <3 <6 1,06 0,05 14 22 281 2300Km15 29 7,6 4 4 13 2,2 0,18 9 26 616 1400Km16 28,5 7,4 3,8 8 21 2,23 0,18 18 33 411 1400

Kết quả diễn biến chất lượng nướcNhìn chung pH tại các vị trí quan trắc dao động không đáng kể trong các đợt quan

trắc. Hầu hết các vị trí quan trắc đều đạt QCVN 08:2015/BTNMT (cột B1, pH=5.5 - 9). Giá trị DO tại các điểm hầu hết thấp hơn so với QCVN 08:2015/BTNMT (cột B1, DO = ≥ 4 mg/l), lâu dài sẽ ảnh hưởng đến hệ sinh thái và làm giảm khả năng tự làm sạch của nguồn nước.

Hình 2: Biểu đồ diễn biến pH Hình 3: Biểu đồ diễn biến DO

Hình 4: Biểu đồ diễn biến BOD5

Hình 5: Biểu đồ diễn biến COD

Giá trị BOD5, đo được tại 7 vị trí trong 4 đợt quan trắc đa số đều không vượt QCVN08:20015/BTNMT (cột B1, BOD5

= 15mg/l). Ngoại trừ tại điểm quan trắc N3, BOD5 = 22 mg/l vượt mức cho phép do điểm N3 là nguồn tiếp nhận nước thải làng nghề làm bún, trong nước có hàm lượng lớn các chất hữu cơ do quá trình làm bún thải ra. Tại điểm Km13 là nơi tập chung đông dân cư, BOD5 = 22 mg/l vượt mức cho phép nguyên nhân chủ yếu do

nước thải sinh hoạt và rác thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ.

Qua 4 đợt quan trắc tại 7 vị trí cho thấy giá trị Amoni hầu hết tại các điểm đều vượt mức độ cho phép của QCVN 08:2015/BTNMT (cột B1 NH4

+ = 0.9 mg/l), do nằm gần khu dân cư, khu công nghiệp nên hàm lượng Amoni trong nước thải cao hơn, từ đó làm tăng hàm lượng Amoni của nước. Hầu hết vị trí quan trắc đều có hàm lượng P-PO4

3- không vượt

Nghiên cứu


QCVN 08:2015/BTNMT (cột B1, P-PO43-

= 0.3 mg/l), duy chỉ có điểm N3, hàm lượng cao hơn quy chuẩn, do tiếp nhận nước thải làng nghề sản xuất bún Đông Cận, xã Tân Tiến.

Giá trị TSS tại các điểm tất cả đều nằm trong mức cho phép của QCVN 08:2015/

BTNMT (cột B1, TSS = 50 mg/l), ngoại trừ điểm Km13 ở đợt quan trắc thứ 4 có giá trị TSS tăng cao, hàm lượng TSS = 236 mg/l. Hàm lượng Coliform hầu hết nằm trong mức cho phép của QCVN 08:2015/BTNMT (cột B1 Coliform = 7500 mg/l). Tại điểm N3 có hàm lượng Coliform vượt quá hàm lượng cho phép.

Hình 6: Biểu đồ diễn biến N-NH4

+

Hình 7: Biểu đồ diễn biến P-PO43-

Hình 8: Biểu đồ diễn biến TSS

Hình 9: Biểu đồ diễn biến Coliform

3.2. Kết quả tính toán chất lượng nước (WQI) tại các điểm quan trắc

Bảng 4. Kết quả tính toán chỉ số chất lượng nước

Thời gian

Ký hiệu mẫu

WQI tổng số Mức đánh giá chất lượng nước

Thang màu WQI

Đợt 1

N3 11 Nước ô nhiễm nặng, cần các biện pháp xử lý trong tương lai ĐỏNcn28 71 Sử dụng cho mục đích tưới tiêu và các mục đích tương đương khác Vàng

S38 81 Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng cần các biện pháp xử lý phù hợp

Xanh lá cây

Km13 78 Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng cần các biện pháp xử lý phù hợp

Xanh lá cây

Km14 74 Sử dụng cho mục đích tưới tiêu và các mục đích tương đương khác VàngKm15 72 Sử dụng cho mục đích tưới tiêu và các mục đích tương đương khác VàngKm16 70 Sử dụng cho mục đích tưới tiêu và các mục đích tương đương khác Vàng

Đợt 2 N3 14 Nước ô nhiễm nặng, cần các biện pháp xử lý trong tương lai ĐỏNcn28 53 Sử dụng cho mục đích tưới tiêu và các mục đích tương đương khác Vàng

Nghiên cứu


Đợt 2


Xanh lá cây

Km13 58 Sử dụng cho mục đích tưới tiêu và các mục đích tương đương khác Vàng


Xanh lá cây


Xanh lá cây


Xanh lá cây

Đợt 3



Xanh lá cây

Km13 71 Sử dụng cho mục đích tưới tiêu và các mục đích tương đương khác Vàng


Xanh lá cây

Km15 73 Sử dụng cho mục đích tưới tiêu và các mục đích tương đương khác VàngKm16 62 Sử dụng cho mục đích tưới tiêu và các mục đích tương đương khác Vàng

Đợt 4



Xanh lá cây

Km13 21 Nước ô nhiễm nặng, cần các biện pháp xử lý trong tương lai Đỏ


Xanh lá cây


Xanh lá cây


Xanh lá cây

Đợt I chỉ số WQI cao nhất đạt 81 tại điểm S38 (Sông Đình Đào tại Cầu Tràng Thưa, huyện Gia Lộc). Dễ dàng nhận thấy nguyên nhân dẫn đến chỉ số WQI tại điểm S38 cao hơn so với các điểm còn lại là do xung quanh hai bên bờ sông không có các khu công nghiệp, ít dân cư, chủ yếu là đồng ruộng.

Đợt II chỉ số WQI cao nhất đạt 82 tại điểm Km14 (Kênh Thạch Khôi - Đoàn Thượng, trước khi chảy vào sông Đình Đào). Nguyên nhân dẫn đến chỉ số WQI tại điểm Km14 cao hơn so với các điểm còn lại là do nguồn ô nhiễm của kênh Thạch Khôi - Đoàn Thượng khi chảy xuống Đoàn Thượng sẽ được các kênh mương nội đồng được cung cấp

nước bởi sông Đình Đào đã pha loãng một phần.

Đợt III chỉ số WQI cao nhất đạt 77 tại điểm Km14 (kênh Thạch Khôi - Đoàn Thượng, trước khi chảy vào sông Đình Đào). Ta nhận thấy chỉ số WQI tại đợt III thấp hơn so với đợt II. Nguyên nhân là do hàm lượng các thông số như N-NH4

+, COD vượt quá cao so với mức cho phép và lượng nước pha loãng do sông Đình Đào thấp, nhưng ở đợt này chỉ sỗ WQI tại điểm Km14 vẫn cao hơn so với các điểm còn lại.

Đợt IV chỉ số WQI cao nhất đạt 82 tại điểm Km14 (Kênh Thạch Khôi - Đoàn Thượng, trước khi chảy vào sông Đình Đào). Riêng tại Km13 (kênh Thạch Khôi - Đoàn Thượng, Cầu Gỗ - Gia Lộc) có chỉ

Nghiên cứu


số WQI tại đợt IV bị giảm sâu so với các đợt quan trắc khác. Dễ dàng ta nhận thấy hàm lượng tại một số thông số tăng cao một cách đột ngột như từ khoảng 15 - 44 mg/l tăng lên 263 mg/l. Nguyên nhân có thể tại điểm quan trắc Km13 có lưu lượng dòng chảy thấp chỉ có 0,36 m3/s nên khả năng vận chuyển chất rắn lơ lửng tại đây chậm, là đợt cuối quan trắc lên hàm lượng chất rắn lơ lửng tại các đợt trước không vận chuyển được hết nên còn đọng lại.

Hình 10: Biểu đồ giá trị WQI tại các đợt quan trắc

4. Kết luậnNhìn chung chất lượng nước mặt tại

huyện Gia Lộc, tỉnh Hải Dương vẫn đủ điều kiện cung cấp nước phục vụ sản xuất nông nghiệp. Ngoại trừ tại điểm N3 tại mương thoát nước làng nghề bún Đông Cận, xã Tân Tiến không đủ điều kiện để phục vụ sản xuất nông nghiệp. Từ thực trạng đó, cần thiết phải có phương án quy hoạch khu sản xuất của các làng nghề cách xa khu dân cư sinh sống. Cần có hệ thống cấp thoát nước cho các khu vực sản xuất. Khu sản xuất phải có hệ thống xử lý chất thải thích hợp cho từng loại ngành nghề; phải có giải pháp bố trí sản xuất hợp lý tạo môi trường làm việc trong lành. Hiện nay, chất lượng nước mặt của huyện đang bị ô nhiễm ở mức độ trung bình, nếu không có biện pháp khắc phục sẽ dẫn đến tình trạng nước bị ô nhiễm nghiêm trọng gây ảnh hưởng đến đời sống và hoạt động sản xuất. Ngoài các biện pháp quản lý từ các cấp, ban, ngành cần phải có sự kết hợp của toàn thể người dân mới có thể làm thực hiện được toàn diện các giải pháp bảo vệ môi trường nước của huyện Gia Lộc.

Hiện nay, chất lượng nước mặt của huyện đang bị ô nhiễm ở mức độ trung bình, nếu không có biện pháp khắc phục sẽ dẫn đến tình trạng nước bị ô nhiễm nghiêm trọng gây ảnh hưởng đến đời sống và hoạt động sản xuất.

TÀI LIỆU THAM KHẢO[1]. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2015).

Quy chuẩn quốc gia về chất lượng nước mặt. QCVN 08:2015/BTN&MT, Hà Nội.

[2]. Cục quản lý Tài nguyên nước, Bộ Tài nguyên và Môi trường (2015). Tài nguyên nước cho phát triển bền vững.

[3]. Quyết định 879/QĐ- TCMT về việc ban hành sổ tay hướng dẫn tính toán chất lượng nước. Bộ Tài nguyên và Môi trường, Tổng cục Môi trường;

[4]. Sở Tài nguyên và môi trường tỉnh Hải Dương (2017). Báo cáo tổng hợp kết quả quan trắc môi trường huyện Gia Lộc.

[5]. Ủy ban nhân dân huyện Gia Lộc (2017). Báo cáo kết quả phát triển kinh tế xã hội năm 2017 phương hướng nhiệm vụ năm 2018 huyện Gia Lộc.

[6]. Phạm Ngọc Dũng và cộng sự (2005). Quản lý nguồn nước. Nhà xuất bản Nông nghiệp.

[7]. Võ Dương Mộng Huyền (2013). Tài nguyên nước và hiện trạng sử dụng nước. Nhà xuất bản Nông nghiệp.

[8]. Đinh Thị Hải Vân (2015). Ảnh hưởng của môi trường nước tới hoạt động sản xuất nông nghiệp. Tạp chí Môi trường số 5/2015.

[9]. Nguyễn Thị Lan Hương (2015). Đánh giá chất lượng nước mặt huyện Thanh Oai. Luận văn cao học.

[10]. Hà Thị Luyến (2015). Đánh giá chất lượng nước mặt tỉnh Hải Dương. Luận văn cao học.

[11]. JM Ishaku, AS Ahmed và MA Abubakar (2010). Assessment of groundwater quality using water qualityindex and GIS in Jada, northeastern Nigeria. Elsevier B.V.

[12]. N.C. Ferreira, C. Bonetti (2008). Hydrological and Water Quality Indices as management tools in marine shrimpculture. W.Q. Seiffert.


Nghiên cứu


HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG, CUNG CẤP NƯỚC SẠCH SINH HOẠT TẠI XÃ KHÁNH AN, HUYỆN U MINH, TỈNH CÀ MAU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ CẤP NƯỚC

CHO NGƯỜI DÂN Lương Thanh Tâm, Trương Đức Cảnh, Phạm Đức Tiến

Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội

Tóm tắtBài báo này tóm tắt kết quả nghiên cứu hiện trạng sử dụng nước sạch trong sinh

hoạt của người dân khu vực xã Khánh An, huyện U Minh, tỉnh Cà Mau - một trong những nơi chịu thiệt hại nặng từ đợt Elnino ở mức thiên tai ở Việt Nam. Bài báo đã sử dụng phương pháp thu thập dữ liệu khảo sát bằng bảng hỏi với các hộ dân được chọn theo phương pháp lấy mẫu ngẫu nhiên phân tầng hai giai đoạn, khảo sát chuyên sâu với các nhóm đối tượng và khảo sát tại thực địa. Kết quả nghiên cứu đã cho thấy việc cấp nước cho người dân xã Khánh An chưa được thực hiện tốt, vẫn còn xảy ra việc thiếu nước vào mùa khô. Chất lượng nước cung cấp chưa đạt về giá trị pH (QCVN 02:2009/BYT), chất lượng nước trước và sau xử lý chưa được giám sát thường xuyên. Nhóm tác giả cũng đã nghiên cứu và đề xuất triển khai kế hoạch cấp nước an toàn bao gồm ba bước dựa trên cơ sở hệ thống thông tin cảnh báo sớm, góp phần tập trung các nguồn lực, triển khai linh hoạt và kịp thời các quy trình đã được hoạch định khi có hạn hán xảy ra.

Từ khóa: Nước sạch; Nông thôn; Cấp nước; Xử lý nước; Cà Mau.Abstract

The current status of clean water use and supply and solutions to improve water supply efficiency for local people in Khanh An commune, U Minh district, Ca Mau

provinceThis paper summarizes the results of research on the current situation of clean

water use of people in Khanh An commune, U Minh district, Ca Mau province which was severely affected by Elnino. Various data collection methods were used in this study including household questionnaires selected by two-stage stratified random sampling technique, interviews with focus groups and field observation. The results show that water supply to the people in Khanh An commune has not been well implemented. There is still shortage of water during the dry season. The quality of supplied water does not meet the National standard for pH value (QCVN 02: 2009/BYT). Pre treatment and post-treatment water quality has not been regularly monitored. The study also proposed the implementation of clean water supply plan consisting of three steps based on the early warning information system. This will enhance the water supply process when a drought occurs.

Keywords: Clean water; Rural area; Water supply; Water treatment; Ca Mau.

Nghiên cứu


1. Mở đầuTần suất hạn hán, cường độ và tác

động của hạn hán ngày càng tăng tại hầu hết các vùng của Việt Nam, có tác động to lớn đến môi trường và hệ thống kinh tế xã hội, hậu quả là mất mùa vụ, thiếu nước sạch, mất đất chăn thả và di dời hộ gia đình. Trong giai đoạn từ 2014 đến 2016, Việt Nam đã phải chống chịu với đợt El Nino nặng nề và kéo dài nhất trong lịch sử. Từ cuối năm 2014, El Nino đã ảnh hưởng đến Việt Nam, một số sông suối cạn kiệt hoàn toàn, nhiều hồ, đập dâng hết khả năng cấp nước, nền nhiệt độ tăng cao, thiếu hụt lượng mưa, gây ra tình trạng xâm nhập mặn kỷ lục. Các khu vực bị ảnh hưởng nặng nhất là Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Đồng bằng sông Cửu Long [1].

Năm 2015, riêng khu vực Nam Trung Bộ và Tây Nguyên đã có gần 40.000 ha lúa phải dừng sản xuất do thiếu nước, 122.000 ha cây trồng bị hạn hán, thiếu nước và hàng chục ngàn hộ dân bị thiếu nước sinh hoạt. Từ đầu năm 2016 đến ngày 15 tháng 4 năm 2016, ở 3 khu vực có 345.706 ha diện tích canh tác bị ảnh hưởng của hạn hán, xâm nhập mặn, 296.800 hộ dân thiếu nước sinh hoạt, 64.430 dừng canh tác do thiếu nước, 5.376 ha chuyển đổi cơ cấu cây trồng [1].

Chính phủ và các tổ chức cứu trợ đã cấp và hỗ trợ hàng trăm tỷ đồng để khắc phục hậu quả hạn hán thiếu nước và cứu

đói cho nhân dân. Để giải quyết vấn đề hạn hán, thiếu nước cũng như phòng chống các tác hại do thiếu nước sinh hoạt gây ra một cách lâu dài, bền vững, nhóm tác giả đã thực hiện đánh giá hiện trạng sử dụng và cung cấp nước sạch tại xã Khánh An, tỉnh Cà Mau. Trên cơ sở đó, đề xuất các giải pháp ứng phó đảm bảo an toàn cấp nước sinh hoạt cho dân cư.


2.1. Phương pháp lấy mẫu Phương pháp chọn mẫu được sử

dụng cho nghiên cứu tại xã Khánh An là phương pháp lấy mẫu ngẫu nhiên phân tầng hai giai đoạn. Ở giai đoạn đầu tiên, đơn vị lấy mẫu chính (ấp) được lựa chọn số mẫu theo cách lấy mẫu tỷ lệ với cỡ dân số (PPS). Cỡ mẫu là số hộ gia đình trong một ấp. Ở giai đoạn thứ hai, số mẫu của hộ gia đình đã được lựa chọn với xác suất bằng nhau. Danh sách tất cả các hộ dân tại các ấp đã được lựa chọn sẽ được lập thành 3 nhóm, mỗi nhóm có những đặc trưng đồng nhất như sau: Nhóm các hộ dễ bị tổn thương nhất; Nhóm các hộ ít bị tổn thương; Nhóm các hộ không bị tổn thương. Việc phân chia ba nhóm theo tính dễ bị tổn thương được xác định dựa trên việc đó là hộ nghèo - cận nghèo - không thuộc hộ khó khăn, ngoài ra còn xem xét các yếu tố về dân tộc. Tại mỗi tầng sử dụng phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên hệ thống để chọn các hộ của mỗi nhóm.

Bảng 1. Phân bố kích thước mẫu và tỷ lệ lấy mẫu theo tầng tại xã Khánh AnHộ dễ bị tổn thương Hộ ít bị tổn thương Hộ không bị tổn thương

Số lượng hộ gia đình 139 93 1902Kích thước mẫu 36 22 100

Tỷ lệ lấy mẫu (%) 25,9 23,7 5,3

2.2. Phương pháp thu thập dữ liệu

Các cuộc phỏng vấn được thực hiện tại Khánh An cũng như cán bộ quản lý huyện U Minh được thực hiện trong thời

gian 15 ngày để thu thập các số liệu định

lượng và định tính về hiện trạng sử dụng

nước sạch và vệ sinh môi trường không

thể thu thập được bằng quan sát đơn giản.

Nghiên cứu


* Khảo sát bằng bảng hỏiPhương pháp thu thập dữ liệu đối với

các hộ gia đình là khảo sát với bảng câu hỏi với nội dung câu hỏi được biên soạn trên phần mềm KoBo Toolbox. Tổng số 158 cuộc phỏng vấn được thực hiện với các hộ gia đình tại xã Khánh An. Nội dung phỏng vấn được chia làm ba phần chính bao gồm các câu hỏi để xác định đặc điểm của các hộ gia đình được phỏng vấn, đặc điểm của những người trả lời phỏng vấn, nhân khẩu học; các câu hỏi sâu về thu nhập, an ninh lương thực, các hoạt động sản xuất nông nghiệp, chăn nuôi, nuôi trồng thủy hải sản và các câu hỏi nhằm thu thập các số liệu về nhu cầu nước sạch, việc sử dụng nước, các ảnh hưởng về hạn hán đến nước sạch, vệ sinh môi trường, các biện pháp ứng phó đã được thực hiện.

* Khảo sát thu thập dữ liệu tại thực địa

Nhóm nghiên cứu thu thập thông tin trong cuộc nói chuyện với kỹ thuật viên cấp xã chịu trách nhiệm quản lý về địa chính, xây dựng và môi trường, các trạm khai thác nước tập trung của xã, kết hợp đánh giá trực quan tại thực địa điểm khai nước. Trong quá trình đi khảo sát, kết hợp phỏng vấn ngắn với những người quản lý giếng khoan tập trung của xã nhằm sơ bộ đánh giá hiện trạng sử dụng cũng như các vấn đề còn tồn tại trong khu vực nghiên cứu.

* Thẩm định trên tài liệuTrong quá trình khảo sát, nhiều số

liệu đã không được cung cấp với các lý do khác nhau, vì thế một số số liệu đã được thu thập từ các đơn vị khác ví dụ như các thông báo dự báo về nguồn nước của Đài khí tượng thủy văn Nam Trung bộ, các bản đồ mở về khu vực, các nghiên cứu khác về tình hình hạn hán khu vực Nam Bộ cũng như đặc điểm dân cư tại đây.

2.3. Mô hình hỗ trợ tài chính dựa trên dự báo (FbF)

Mô hình hỗ trợ tài chính dựa trên dự báo (FbF) là một cơ chế cho phép một cộng đồng đưa các hành động đã được chuẩn bị vào thực hiện dựa trên dự báo khí hậu đáng tin cậy. Cơ chế cung cấp tài chính để hỗ trợ các hành động chuẩn bị trước khi xảy ra thảm họa, do đó tăng cường sự chuẩn bị và phản ứng của cộng đồng và làm cho quản lý rủi ro thiên tai hiệu quả hơn.

3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

3.1. Hiện trạng nguồn nước tại khu vực nghiên cứu

Trên địa bàn huyện U Minh, số lượng giếng khoan khai thác chủ yếu là các giếng lẻ nông thôn, ngoài ra còn có 8 giếng thuộc hành lang khai thác của nhà máy nước, 21 giếng do các nhà máy khai thác, 5 giếng được Trung tâm nước sạch và vệ sinh môi trường quản lý [2].

Ngoại trừ tại khu vực trung tâm huyện ở thị trấn U Minh có trữ lượng nước khai thác lớn, các khu vực khác thì lượng khai thác nhỏ và thường bị gián đoạn trong mùa khô do hiện tượng suy giảm chất lượng bởi nhiễm phèn.

Hình 1: Sơ đồ mức độ khai thác nước ngầm ở huyện U Minh và xã Khánh An [3]

Nghiên cứu


sang với giá khoảng 7.000 đồng/m3.

Huyện U Minh có hệ thống kênh rạch chằng chịt nhưng chủ yếu là các kênh rạch nhỏ. Nguồn nước mặt của huyện biến đổi theo mùa, 06 tháng mùa khô bị ảnh hưởng mặn và 06 tháng mùa mưa bị nhiễm phèn. Cũng giống như các khu vực khác ở Cà Mau, nước ngầm tại U Minh được chia thành 7 tầng: Tầng 1 có độ sâu trung bình từ 32 - 45 m; tầng 2 có độ sâu từ 89 - 136 m; tầng 3 có độ sâu từ 146 - 233 m; tầng 4 có độ sâu từ 198 - 306 m; tầng 5 có độ sâu từ 300 - 348 m; tầng 6 có độ sâu 372 m; tầng 7 có độ sâu từ 372 - 415 m. Nguồn nước ngầm đang được khai thác sử dụng phổ biến ở huyện có độ sâu trung bình từ 89 đến 136 m thuộc tầng 2 và độ sâu từ 146 - 233 m thuộc tầng 3 [4]. Theo kết quả khảo sát tại khu vực cho thấy xã Khánh An có diện tích đất chủ yếu là đất mặn nặng. Đất mặn nặng (Mn) Hyper Salic Fluvisols (FLs) có độ mặn thay đổi theo mùa: về mùa mưa, nước mưa và luồng nước ngọt từ thượng nguồn đuổi nước mặn ra xa làm ngọt tầng đất mặt. Ngoài ra, trong khu vực rừng tràm của xã (đất lâm phần, từ ấp 11 đến ấp 18) có một phần là đất than bùn, được hình thành trong các bồn trũng, nơi

có mực nước ngầm nông và có tình trạng dư thừa nước mặt, với tầng hữu cơ dày, giàu mùn, đạm và Kali tổng số cao, nhưng lân tổng số nghèo. Trong khu vực lâm phần, nước mặt bị nhiễm phèn nặng nên ảnh hưởng tới chất lượng nước ngầm tầng nông.

3.2. Hiện trạng sử dụng và cung cấp nước sinh hoạt tại xã Khánh An, huyện U Minh, tỉnh Cà Mau

Trên địa bàn xã có 02 cây nước do nhà nước đầu tư là giếng tại ấp 4 và trạm bơm nước lộ 8. Trạm cấp nước tại ấp 4 có đầu tư thêm cả hệ thống xử lý nước và phục vụ cho 765 hộ dân thuộc cấp 2, 3, 4. Tuy nhiên, do hoạt động khai thác của khu công nghiệp Khánh An mà trạm cấp nước này cũng bị suy giảm trữ lượng. Ngoài ra, còn có 1 trạm bơm cấp nước ngầm cho các hộ dân thuộc lộ 8 hiện đang rơi vào tình trạng rò rỉ. Theo thông tin của cán bộ quản lý trạm cấp nước một số hộ dân không đóng tiền phí hàng tháng, các hộ dân thì phản ánh dịch vụ cung cấp không đạt chất lượng. Khu vực dân cư ấp 17 còn sử dụng nước từ trại giam Cái Tàu chuyển

Hình 2: Trạm cấp nước tại ấp 4Theo kết quả phân tích nước tại trạm

cấp nước trung tâm xã thì nước có pH = 9,0 khá cao so với QCVN 02:2009/BYT về nước dùng cho sinh hoạt, ngoài ra các chỉ số như TDS, clorua, sulfat, sắt tổng, nitrit và coliform đều đạt giới hạn cho phép với các cơ sở cung cấp nước [5]. Tuy

nhiên, chính quyền tại xã chưa giám sát được tần số quan trắc chất lượng nước cấp có theo đúng quy định hay không.

Nước cung cấp cho các hộ dân phần lớn là nước ngầm chưa qua xử lý (theo sơ đồ Hình 3a), một số trạm mới được xây dựng gần đây đã có đầu tư hệ thống xử lý nước nhưng hệ thống này chỉ xử lý sơ bộ

Nghiên cứu


nước bằng bể lắng và lọc (Hình 3b).Các hộ dân nếu khoan giếng thì độ

sâu khoan thường trên 90 m, lượng tiền điện trả cho hoạt động bơm nước hàng tháng là 150 - 200 nghìn đồng/hộ/tháng. Tuy nhiên, do nước giếng thường nhiễm phèn nên nước mưa vẫn là nguồn nước chính sử dụng cho nấu ăn và làm nước

uống. Tuy nhiên, hiện nay người dân do lo ngại vấn đề ô nhiễm không khí từ khu công nghiệp nên các hộ dân nằm trong bán kính 3 km từ nhà máy đã giảm sử dụng nước mưa cho ăn uống. Các cuộc thảo luận với hộ gia đình cho thấy, cộng đồng mong muốn có một đánh giá chi tiết về chất lượng nước mưa tại khu vực có đảm bảo cho việc sử dụng làm nguồn cấp

nước hay không.

Hình 3: Sơ đồ hệ thống cấp nướcHạn hán tại khu vực thường xảy ra

từ tháng 1 đến tháng 4. Trong trường hợp không còn nguồn nước sạch dự trữ các hộ đã phải đổi nước với giá tiền 40.000 - 60.000 đồng/lu (lu chứa 0,7 - 0,8 m3). Theo khảo sát, vào mùa khô một số khu vực không còn nước giếng đã phải sử dụng

nước ruộng cho sinh hoạt, còn lại sử dụng nước đìa. Khu vực Lâm phần (từ ấp 11 đến ấp 18) đã khoan giếng nhưng không thể thu được nước ngọt và cũng không có ao hồ để dự trữ nguồn nước ngọt, trong khu vực này vào mùa khô người dân chỉ sử dụng nước mưa và nước đóng bình để sử dụng cho ăn uống, với nước tắm giặt thì người dân đi xin tại các khu vực có

giếng cách Lâm phần 2 - 3 km.

Hình 4: Các loại dụng cụ chứa nướcPhần lớn các hộ dân trên địa bàn xã

đều dự trữ nước mưa để sử dụng trong mùa khô. Tùy theo điều kiện kinh tế gia đình mà có thể sử dụng các loại dụng cụ khác nhau (Hình 4 và 5). Với các hộ dân tham gia khảo sát thì sử dụng phổ biến nhất là các loại lu, chum, kiệu bằng sành với tỷ lệ trên 53,94% số hộ, loại dụng cụ chứa nước này có thể tích khá đa dạng, từ 50 cho đến 200 lít, cá biệt có hộ sử dụng

loại có dung tích 500 lít.

Nghiên cứu


Hình 5: Các loại hình lưu trữ nướcHiện nay loại lu, kiệu đã dần được

thay thế bằng các loại bồn nhựa bồn inox do các loại bồn này có khối lượng nhỏ hơn, dễ vận chuyển. Tùy theo điều kiện kinh tế mà các hộ trang bị số lượng bồn chứa khác nhau. Một số ít các hộ khảo sát sử dụng bể xây (2,41%), đây là hình thức lưu trữ nước không phổ biến tại Đồng bằng sông Cửu Long do đây là khu vực có địa chất yếu, khi xây dựng bể nước thì cần có móng chắc và ổn định. Một số hộ nghèo không có đất ở, chỉ mượn đất để cất nhà, không có điều kiện mua dụng cụ dự trữ nước. Trong các cuộc thảo luận, các hộ dân ở đây cho biết, một gia đình có 03 người thì cần dự trữ khoảng 2,5 m3 nước là đủ cho nước uống và nấu ăn trong 4 tháng mùa khô. Một số hộ sử dụng nước bình để uống thì ước tính mỗi người trong gia đình sử dụng khoảng 11 lít nước/tháng tương đương với 0,37 lít/ngày. Tuy nhiên hệ thống thu nước mưa của các gia đình thường làm đơn giản, không có phần xả nước mưa đợt đầu, không có phần lọc sơ bộ do đó trong nước thường chứa nhiều bụi bẩn, rác từ trên mái nhà, một số nơi còn có bọ gậy.

3.3. Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả cấp nước cho cộng đồng dân cư nông thôn khu vực Khánh An theo hướng ứng phó sớm hạn hán

Trong kế hoạch thực hiện cấp nước an toàn nhóm tác giả đề xuất 03 bước như thể hiện ở hình dưới đây.

Các bước xây dựng kế hoạch cấp nước an toàn:

Thu thập thông tin, xây dựng bản đồ GIS về cảnh báo hạn hán: bước này dùng để xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu về nhu cầu sử dụng nước cho các mục đích khác nhau

Xác định nhu cầu về nước sạch cho ăn, uống, sinh hoạt, sản xuất cho từng khu vực cũng như các nguồn cấp nước của địa phương căn cứ trên số liệu về nhân khẩu của địa phương. Hệ thống cơ sở dữ liệu này sẽ được mô phỏng trên bản đồ

GIS. Bản đồ này sẽ được cập nhật thường xuyên số liệu thời tiết cũng như dự báo sớm hạn hán. Căn cứ trên bản đồ này cũng có thể đánh giá mức độ thiếu nước cho các nhu cầu khác nhau.

Bước 1Thu thập thông tin, xây

dựng bản đồ GIS về cảnh bảo hạn hán

Bước 2Nâng cao khả năng lưu trữ và khai thác nước

Bước 3Xây dựng Quy trình hoạt động

của hệ thống thông tin cảnh báo sớm

Hình 6: Quy trình thực hiện cấp nước an toàn

Nâng cao khả năng lưu trữ và khai thác nước: bước này có nhiệm vụ đầu tư nâng cấp khả năng cung cấp của hệ thống cấp nước hiện tại

Do chất lượng nước ngầm và trữ lượng nước ngầm tại khu vực nghiên cứu khá thấp, do vậy đề xuất sử dụng nước mưa làm nguồn nước cấp cho ăn uống và dự trữ trong các tháng mùa khô. Số người trung bình mỗi hộ là 4 - 6 người và phần lớn các hộ đều có lu và khạp chứa nước. Theo kết quả khảo sát thì lượng nước cần cho uống và nấu ăn của mỗi người trong một ngày là 3,3 lít. Các tháng hạn thường bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, vì thế lượng nước cần dự trữ đảm bảo nhu cầu ăn uống vào mùa khô tối thiểu là 2 - 3 m3. Do khu vực này có cấu tạo địa chất rất yếu, vì vậy đề xuất chỉ sử dụng các bồn chứa để lưu giữ nước.

Phương án đề xuất cấp nước cho dân cư khu vực Khánh An: Đầu tư một giếng khoan thu nước tầng sâu với độ sâu >160 m để cấp nước cho các hộ dân thuộc đất

Nghiên cứu


Lâm phần (từ ấp 11 đến ấp 18). Đồng thời với các hộ dân kêu gọi tham gia chương trình mua bồn nước trả góp để tăng dung tích lưu trữ nước nếu các hộ không đủ kinh phí để trả thẳng một lần.

Xây dựng quy trình hoạt động của hệ thống thông tin cảnh báo sớm: Xây dựng hệ thống thông tin cảnh báo sớm

Kết quả điều tra cơ bản cho thấy, mặc dù người dân đã có ý thức chủ động phòng ngừa tác động do hạn hán gây ra, nhưng do đặc điểm tự nhiên của khu vực cũng như tác động của chế độ thủy văn nên tình trạng thiếu nước ăn uống và sinh hoạt vẫn diễn ra khá phổ biến. Đối với một số khu vực, ngoài nguồn nước mưa thì không thể tiếp cận với các nguồn nước khác có khả năng an toàn sử dụng trong ăn uống. Nhưng do hiện tượng hạ thấp mực nước ngầm, giá thành khai thác nước càng ngày càng gia tăng tạo thêm các cản trở cho việc tiếp cận nguồn nước hơn nữa. Nhiều đối tượng dễ bị tổn thương như phụ nữ nghèo, cận nghèo, người dân tộc thiểu số vẫn chưa tiếp cận dễ dàng với những nguồn hỗ trợ về nước sạch.

Ngoài ra một số hộ không có đất nên cũng không có điều kiện sử dụng các công trình dự trữ nước. Vì vậy vai trò của việc xây dựng hệ thống thông tin cảnh báo sớm là rất cần thiết. Hệ thống thông tin cảnh báo hạn hán hiện nay đang hoạt động với hiệu quả thấp do cách truyền thông chưa rõ ràng với cộng đồng dân cư, nhất là với đối tượng nghèo và cận nghèo trình độ thấp, như vậy chính quyền của tỉnh, huyện cần cùng với các Đài dự báo khí tượng của khu vực xây dựng mạng lưới thông tin dự báo - cảnh báo nguy cơ xảy ra hạn hán để nhân dân có thể chủ động phòng chống.

4. Kết luậnKết quả nghiên cứu cho thấy, tại khu

vực xã Khánh An, việc cung cấp nước sạch cho người dân chưa được thực hiện tốt, việc thiếu nước sinh hoạt vào mùa khô vẫn còn diễn ra. Nguồn cung cấp nước cho người dân là nước mưa, nước ngầm được

khai thác từ các trạm cấp nước. Các công trình xử lý nước hiện có chưa xử lý nước đạt QCVN 02:2009/BYT (về chỉ tiêu pH), chất lượng nước trước và sau xử lý chưa được giám sát thường xuyên do thiếu hụt kinh phí và chưa có quy định cụ thể cho các trạm cấp nước nông thôn. Nhóm tác giả cũng đã nghiên cứu và đề xuất triển khai kế hoạch cấp nước an toàn dựa trên cơ sở hệ thống thông tin cảnh báo sớm. Việc ứng dụng hệ thống thông tin cảnh báo sớm vào thực tế sẽ góp phần tập trung các nguồn lực, nhân lực cho phép hành động, ứng phó sớm với hạn hán dựa vào dự báo, triển khai linh hoạt và kịp thời các quy trình đã được hoạch định khi có hạn hán xảy ra.

TÀI LIỆU THAM KHẢO[1]. Ban chỉ đạo trung ương về phòng

chống thiên tai (2016). Báo cáo tình hình hạn hán, xâm nhập mặn và các giải pháp ứng phó. Truy cập tại: website Trung tâm chính sách và kỹ thuật phòng chống thiên tai (http://dmc.gov.vn/).

[2]. DONRE Cà Mau (2017). Quy hoạch phân bổ tài nguyên nước tỉnh Cà Mau đến năm 2025, tầm nhìn đến năm 2045. Báo cáo thuyết minh tổng hợp.

[3]. DWRPIS (2009). Điều tra hiện trạng khai thác, sử dụng nước dưới đất, đánh giá chất lượng và biện pháp xử lý ô nhiễm nguồn nước dưới đất trên địa bàn tỉnh Cà Mau (Report on survey of abstraction and use of groundwater, quality assessment and remedial measures for groundwater pollution in Cà Mau Province). Division for Water Resources Planning and Investigation for the South of Vietnam, Ho Chi Minh City.

[4]. DWRPIS (1996). Đề án Điều tra địa chất đô thị Cần Thơ - Sóc Trăng - Cà Mau (Geological survey project Cần Thơ City - Sóc Trăng - Cà Mau) (unpublished report). Division for Water Resources Planning and Investigation for the South of Vietnam, Ho Chi Minh City.

[5]. Báo cáo tình hình thực hiện công tác nước sạch và vệ sinh môi trường Huyện U Minh năm 2018.


http://dmc.gov.vn/

http://dmc.gov.vn/

Nghiên cứu


ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG DIỆN TÍCH MẢNG XANH TRONG MỐI QUAN HỆ

DÂN SỐ KHU VỰC THÀNH PHỐ HÀ NỘI NĂM 2015Lê Thị Thu Hà, Ninh Thị Kim Anh

Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà NộiTóm tắtViệc nghiên cứu diện tích mảng xanh Hà Nội bằng phương pháp kết hợp công

nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS) là cơ sở để giúp cho quy hoạch Thủ đô Hà Nội mang tính chiến lược. Kết quả của kết hợp viễn thám và GIS trong nghiên cứu lớp phủ thực vật, mảng xanh thủ đô trong mối quan hệ dân số sẽ cho cái nhìn trực quan về phân bố mảng xanh và là cơ sở để điều chỉnh quy hoạch phát triển bền vững theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về quy hoạch đô thị trong đó có tính đến sự hợp lý về diện tích cây xanh đô thị và dân số. Bài báo trình bày cơ sở thành lập bản đồ phân bố diện tích xanh bình quân đầu người khu vực Thành phố Hà Nội bằng việc ứng dụng ảnh vệ tinh Landsat - 8 và số liệu thống kê dân số năm 2015. Kết quả cho thấy các loại đất thực vật, mảng xanh của thành phố chỉ chiếm khoảng gần 30% so với diện tích đất tự nhiên và tập trung chủ yếu ở các huyện ngoại thành như Ba Vì, Sóc Sơn, Mỹ Đức, Ứng Hòa, Thạch Thất, Quốc Oai, Phúc Thọ, Sơn Tây, Chương Mỹ, Gia Lâm. Theo thống kê tỷ lệ diện tích mảng xanh thực vật bình quân đầu người năm 2015, 6 quận nội thành là Hoàn Kiếm, Đống Đa, Thanh Xuân, Hai Bà Trưng, Ba Đình, Cầu Giấy có tỷ lệ dưới 3,7m2/người. Các quận nội thành diện tích mảng xanh còn hạn chế chưa đáp ứng TCVN 9257:2012 (12 - 15 m2/người).

Từ khoá: Viễn thám; GIS; Mảng xanh; Dân số; Hà NộiAbstract

The application of remote sensing technology and GIS in mapping actual green area and population of Hanoi city in 2015

The study of Hanoi green area using GIS and remote sensing technology is a basis for the strategic planning of Hanoi. The result of integrating remote sensing and GIS in study of vegetation cover and the relationship between green area and population will give a visual perspective on the distribution of green areas. It is also a basis for adjusting the sustainable development plan, following the national technical regulations on urban planning, considering the approppriate ratio of urban greenery coverage and population. This article presents the basis for map establishment of green area per capita in Hanoi using Landsat - 8 satellite - based image and 2015 population statistic. The results show plantation area only accounts for nearly 30% of natural land coverage and mainly belongs to suburb districts such as: Ba Vi, Soc Son, My Duc, Ung Hoa, Thach That, Quoc Oai, Phuc Tho, Son Tay, Chuong My, Gia Lam. According to the 2015 statistic of green area per capita in Hanoi, 6 central districts have below 3.7 m2 of green area per capita which is much lower than Vietnam national technical standard of 12 - 15 m2 per capita.

Keywords: Remote sensing; GIS; Green area; Population; Hanoi

Nghiên cứu


1. Mở đầuQuá trình đô thị hoá ở Hà Nội hình

thành nên rất nhiều khu đô thị, nhiều con đường mới mở, bộ mặt Thủ đô thay đổi từng ngày. Điều này làm cho môi sinh, môi trường ở Hà Nội đang ở trong tình trạng đáng lo ngại. Vấn đề môi trường chưa được nghiên cứu một cách đầy đủ, môi trường và cảnh quan thiên nhiên Hà Nội ngày càng xuống cấp. Một trong số các yếu tố môi trường ở Hà Nội cần được bảo tồn và phát triển đó là diện tích cây xanh, mảng xanh Thủ đô. Mảng xanh Thủ đô có vai trò ảnh hưởng quan trọng đến cuộc sống người dân, là “lá phổi - nhà máy tự nhiên” duy nhất lọc không khí cho con người, đồng thời là nguyên lý phong thuỷ trong tạo lập nên đô thị và nhất là bản sắc đặc trưng của Thăng Long - Hà Nội suốt ngàn năm qua. Theo những kết quả nghiên cứu của Tổ chức JICA (Nhật Bản) năm 2006 thì diện tích trung bình về cây xanh ở 9 quận nội thành là 0,9m2/người. Trong đó, ở Đống Đa và Gia Lâm chỉ có 0,5m2/người và Ba Đình là 0,65m2/người [5]. Con số này cho thấy sự xuống cấp nguy hiểm về chất lượng sống của người dân Hà Nội trong khi nhiều công viên - vườn hoa đã và đang bị cắt xén. Mảng xanh Hà Nội trong định hướng xây dựng thành phố cần phải đảm bảo các chỉ tiêu cơ bản của một thành phố xanh. Phải nhận thức đầy đủ về mảng xanh Hà Nội để xây dựng ý tưởng cũng như định hướng phát triển chiến lược khoa học và toàn diện, làm cơ sở cho quy hoạch Thủ đô Hà Nội mở rộng. Để quy hoạch phát triển hợp lý mảng xanh Hà Nội cần phải có dữ liệu khoa học đầy đủ.

Có nhiều phương pháp tiếp cận nghiên cứu diện tích mảng xanh đô thị. Nhưng với việc kết hợp công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS) tạo nên một công cụ mạnh giải quyết vấn đề nghiên cứu không gian tầm vĩ mô trong một khoảng thời gian ngắn và chi

phí tương đối thấp hơn so với các phương pháp khác. Tư liệu viễn thám có khả năng cung cấp thông tin chính xác, kịp thời những thay đổi về mặt không gian và thời gian của các đối tượng thông qua nghiên cứu hình ảnh. Thêm vào đó, GIS lại có tính vượt trội về khả năng tích hợp thông tin mật độ cao, cập nhật thông tin một cách dễ dàng, cũng như khả năng phân tích không gian, xử lý các dạng dữ liệu địa lý [6].

Trên thế giới, cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ, các nhà khoa học của Ấn Độ và Iran, ở Hy Lạp, ở Thái Lan, ở Belarus đã ứng dụng kết hợp viễn thám và GIS nghiên cứu biến động rừng, đánh giá tác động của việc phá rừng đến môi sinh môi trường, nghiên cứu ảnh hưởng do các hoạt động của con người đến sự thay đổi của lớp phủ thực vật, xác định sự thay đổi của lớp phủ thực vật và quá trình sử dụng đất đô thị [5].

Tại Việt Nam, việc sử dụng kết hợp Viễn thám và GIS cho nghiên cứu thực vật và mảng xanh đô thị luôn được quan tâm. Các cơ quan nghiên cứu như Trung tâm Viễn thám và Geomatics, Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp, Viện Điều tra Quy hoạch rừng đã có những nghiên cứu ứng dụng Viễn thám và GIS để thành lập các bản đồ hiện trạng, quy hoạch, phân bố rừng, cháy rừng với các tỷ lệ khác nhau. Công nghệ thông tin điạ lý (GIS) đã được Công ty Liên doanh TNHH Việt Nam Đan Mạch VidaGIS ứng dụng trong quản lý mảng xanh bước đầu ứng dụng, tập trung vào các thành phố lớn như TP. Hồ Chí Minh và Hà Nội. Tại TP. Hồ Chí Minh, công nghệ GIS đã bước đầu sử dụng để quản lý hệ thống cây xanh đô thị thông qua cơ sở dữ liệu không gian với các thông tin vị trí, tuyến đường, loài cây, kích thước, chất lượng, tình trạng ảnh hưởng lưới điện,... Những thông tin cơ bản giúp cho các nhà quản lý theo dõi, lập kế hoạch điều chỉnh; dự báo với thông tin

Nghiên cứu


nhanh, hiệu quả; tiết kiệm công sức thời gian và chi phí [5]. Một nghiên cứu tương tự đã được nhóm tác giả Thẩm Thị Ngọc Hân, Trần Võ Thiên Trang, Trần Thị Vân đưa ra trong Hội thảo GIS toàn quốc tháng 11 năm 2019 [10].

2. Mảng xanh đô thị, thành phần và các chỉ số, chỉ tiêu

2.1. Mảng xanh đô thịTheo Jorgensen (1965): Mảng xanh

đô thị là tập hợp tất cả các thảm thực vật thân gỗ trong phạm vi những nơi có cư dân đô thị sinh sống, từ thôn làng bé nhỏ đến vùng dân cư rộng lớn, sầm uất nhất [4]. Điều đó có nghĩa là mảng xanh đô thị ngoài tập hợp cây trồng nội đô, còn bao gồm hệ thống rừng ngoại vi, các vườn cây ăn quả, cây công nghiệp dài ngày, cây phân tán các loại trải dài từ nội đô ra ngoại thành [2, 4, 5].

2.2. Thành phần của mảng xanh đô thị

Cây đường phố, mảng xanh công viên và khu du lịch sinh thái, mảng xanh khuôn viên, rừng tập trung, vườn cây ăn trái đa niên, cây trồng phân tán [2, 3, 4].

2.3. Chỉ số, chỉ tiêu về mảng xanh đô thị

Khái niệm chỉ số xanh là tiêu chí để chỉ về diện tích xanh cần có cho một đối tượng mà hình thức biểu thị tuỳ theo đối tượng và mục đích sử dụng. Đây là một trong các tiêu chí thể hiện mức sống vật chất, tinh thần và trình độ văn hoá của một đô thị, trong mối tương quan hợp lý với các tiêu chí khác cấu thành chỉnh thể đô thị, trong đó cơ bản là hạ tầng kỹ thuật và dân cư [2, 4, 5].

Các loại chỉ số xanh [2, 4, 5]:+ Tỷ lệ che phủ (%) hay còn gọi là

độ che phủ, là diện tích xanh phân bố trên tổng diện tích mặt bằng của một vùng hay một địa bàn cụ thể.

+ Diện tích xanh bình quân đầu người (m2/người): là lượng mảng xanh tính bằng m2 cho mỗi người, là chỉ số đặc trưng về quan hệ giữa diện tích xanh và mật độ dân cư. Loại chỉ số này dùng cho khu vực nội thành đông dân cư là phù hợp và nó bao hàm nhiều dạng cây trồng, kể cả thảm cỏ, hoa kiểng trong các hộ gia đình, cơ quan, bệnh viện,...

+ Số cây bình quân đầu người ở độ tuổi cây định hình (cây thân gỗ - cây/người)

+ Số lượng tối thiểu công viên, lâm viên, vườn bách thảo có diện tích ≥ 10 ha.

3. Phạm vi nghiên cứu, tư liệu sử dụng

3.1. Phạm vi nghiên cứuĐể phục vụ cho việc nghiên cứu,

bài báo dựa vào tư liệu ảnh viễn thám cụ thể là dữ liệu ảnh Landsat tiến hành phân loại có kiểm định để chiết tách thông tin chuyên đề lớp phủ mảng xanh khu vực nghiên cứu. Sử dụng một số chức năng của GIS để kết hợp các số liệu thống kê và thông tin chuyên đề lớp phủ mảng xanh, dân số thành lập bản đồ hiện trạng diện tích mảng xanh trong mối quan hệ dân số khu vực nghiên cứu. Về mặt không gian nghiên cứu, bài báo thực hiện tại Thành phố Hà Nội, thử nghiệm năm 2015.

3.2. Tư liệu sử dụngBài báo sử dụng các tài liệu phục vụ

nghiên cứu:- Bản đồ hành chính Hà Nội 2012- Dữ liệu ảnh Landsat 8 OLI, độ

phân giải 30 m được lấy từ trang web earthexplorer.usgs.gov, gồm 2 ảnh với Path/Row: 127/45 và 127/46, ảnh năm 2015.

- Tài liệu thu thập thực địa.- Số liệu thống kê dân số 2015 và các

tài liệu nghiên cứu khác

Nghiên cứu


Bảng 1. Diện tích, quy mô dân số Hà Nội 2015STT Quận/Huyện/Thị xã Diện tích (km2) Dân số (nghìn người)

1 Ba Đình 9.25 242.82 Hoàn Kiếm 5.29 155.93 Tây Hồ 24.01 152.84 Long Biên 59.93 270.35 Cầu Giấy 12.03 251.86 Đống Đa 9.96 401.77 Hai Bà Trưng 10.09 315.98 Hoàng Mai 40.32 364.99 Thanh Xuân 9.08 266

10 Sóc Sơn 306.51 316.611 Đông Anh 182.14 374.912 Gia Lâm 114.73 253.813 Bắc Từ Liêm 43.35 320.414 Nam Từ Liêm 32.27 232.915 Thanh Trì 62.93 221.816 Mê Linh 142.51 210.617 Hà Đông 48.34 284.518 Sơn Tây 113.53 136.619 Ba Vì 424.03 267.320 Phúc Thọ 117.19 172.521 Đan Phượng 77.35 154.322 Hoài Đức 82.47 212.123 Quốc Oai 147.91 174.224 Thạch Thất 184.59 194.125 Chương Mỹ 232.41 309.626 Thanh Oai 123.85 185.427 Thường Tín 127.39 236.328 Phú Xuyên 171.1 18729 Ứng Hòa 183.75 191.730 Mỹ Đức 226.2 183.5


4.1. Phương pháp thu thập kế, thừa số liệu

Tiến hành thu thập tài liệu liên quan đến việc xây dựng bản đồ hiện trạng mảng xanh trong mối quan hệ với dân số: Bản đồ nền hành chính Hà Nội; số liệu thống kê diện tích, dân số của Hà Nội năm 2015. Kế thừa tư liệu ảnh viễn thám Landsat 8 năm 2015.

4.2. Phương pháp xử lý số liệuDữ liệu viễn thám Landsat 8 khu vực

Hà Nội năm 2015 được lựa chọn cảnh ảnh

quang đăng và tải về. Tiến hành tiền xử lý ảnh, ghép kênh ảnh, ghép ảnh, hiệu chỉnh tăng cường chất lượng ảnh.

Bản đồ hiện trạng mảng xanh năm 2015 được thành lập dựa trên phương pháp phân loại có kiểm định. Điều tra, lựa chọn sơ bộ các điểm kiểm tra ngoài thực địa để có cơ sở lập hệ thống phân loại và đánh giá độ chính xác kết quả phân loại. Nghiên cứu này dùng phương pháp lựa chọn điểm điều tra ngẫu nhiên rõ ràng về độ phổ trên ảnh cho từng lớp phủ và được kiểm chứng ngoài thực địa.

Nghiên cứu


Bước 1: Tiền xử lý ảnh viễn thám Ảnh vệ tinh Landsat 8 được tải về cần được gộp ghép kênh, tăng cường chất lượng ảnh giúp cho quá trình hiển thị được rõ ràng, tăng độ chính xác lấy mẫu trong quá trình phân loại. Ảnh Landsat 8 được hiệu chỉnh hình học để hạn chế sai số vị trí và chênh lệch địa hình. Cắt ảnh theo ranh giới khu vực

nghiên cứu: ảnh tư liệu khu vực nghiên cứu được thể hiện trên hai cảnh ảnh, cần được ghép ảnh và cắt theo ranh giới hành chính phù hợp trong phạm vi nghiên cứu. Kết quả giải đoán phụ thuộc vào độ chính xác của ảnh. Do vậy, các thao tác tiền xử lý là công việc quan trọng cho các bước xử lý tiếp theo.

Hình 1: Quy trình công nghệ thành lập bản đồ hiện trạng diện tích mảng xanh trong mối quan hệ dân số bằng công nghệ viễn thám và GIS

Hình 2: Ảnh khu thực nghiệm và dữ liệu viễn thám đã được cắt ghép

Nghiên cứu


Hình 3: Ảnh tổ hợp màu và tăng cường chất lượng

Bước 2: Phân loại ảnh, thành lập bản đồ hiện trạng mảng xanh

Dựa vào đặc điểm khu vực nghiên cứu và mục tiêu của nghiên cứu, hệ thống phân loại lớp phủ mặt đất cho khu vực Thành phố Hà Nội được thành lập.Bảng 2. Hệ thống phân loại thực phủ của

khu vực nghiên cứuSTT Loại lớp phủ

1 Đất ở và công trình xây dựng2 Đất giao thông3 Đất nông nghiệp4 Mặt nước

5 Thực vật (Rừng, cây bụi, thảm thực vật, cây xanh xen lẫn đất ở,...)

6 Đất trốngXây dựng khóa giải đoán ảnh: Để

thực hiện tốt quá trình giải đoán ảnh, phải xây dựng được khóa giải đoán cho từng lớp thực phủ, giúp cho việc thiết lập, lựa chọn mẫu thực nghiệm sau này được nhanh chóng và chính xác. Trong nghiên cứu này, khóa giải đoán được xây dựng cho 6 loại lớp phủ mặt đất tại khu vực Thành phố Hà Nội dựa trên tổ hợp màu giả 5 - 4 - 3 và có xác nhận thực địa [4].

Tổ hợp theo kênh 5 - 4 - 3: phương pháp này cho kết quả màu sắc đẹp, rõ nét làm nổi bật được 2 nhóm lớp thuỷ hệ và thực vật; có thể nhận biết chính xác yếu tố mặt nước bằng màu xanh nước biển (blue); phân biệt rõ được ranh giới các vùng rừng già, rừng non mới trồng, vùng

đất trồng lúa, trồng màu bằng màu xanh lá cây đậm và nhạt; các vùng đất trống hay khu đô thị có màu hồng và màu tím. So với tổ hợp màu hồng ngoại, phương pháp này có hiệu quả hơn trong việc giải đoán các đối tượng thuộc nhóm lớp thuỷ hệ và thực vật bởi vì màu sắc khá tương đồng với cảm nhận của mắt người.

Tiến hành lấy mẫu, phân loại: Lựa chọn cách phân loại có kiểm định (Supervised Classification) với thuật toán MLC (Maximum Likelihood Classifier) - thuật toán xác suất cực đại. Phương pháp phân loại xác suất cực đại được áp dụng khá phổ biến và được xem như là thuật toán chuẩn để so sánh với các thuật toán khác được sử dụng trong xử lý ảnh viễn thám [7].

Sau khi phân loại cần đánh giá kết quả xác định độ chính xác sau phân loại thường được dùng để đánh giá chất lượng của ảnh vệ tinh được giải đoán, hoặc so sánh độ tin cậy của kết quả đạt được khi áp dụng các phương pháp khác nhau trong phân loại ảnh viễn thám.

CSDL của GIS trong phạm vi nghiên cứu này bao gồm những lớp dữ liệu phù hợp với việc quản lý có hiệu quả khu vực. Các thông tin cần thiết được chia thành những lớp dữ liệu chính gồm: Lớp ranh giới huyện, tỉnh; lớp các loại lớp phủ (Phân loại từ ảnh viễn thám).

Nghiên cứu


Bảng 3. Kết quả đánh giá độ chính xác sau phân loại ảnh (Đơn vị: %)Kappa = 0.8365. Độ chính xác toàn cục: 85.6727%

Loại lớp phủ Đất nông nghiệp

Đất ở và công trình XD

Đất trống

Đất giao thông

Mặt nước

Thực vật

Sai số thêm vào

Đất nông nghiệp 98.79 0 0 1.18 2.38 0.06 3.62Đất ở và công trình XD 0 96.42 0 4.32 0 1.13 5.45Đất trống 0.07 1.57 91.16 0.47 0.04 0 2.15Đất giao thông 0.94 2.01 8.84 92.73 0 3.05 14.84Mặt nước 0 0 0 0 96.28 0 0Thực vật 0.20 0 0 1.30 0.35 95.76 1.85Tổng 100 100 100 100 100 100 -Sai số bỏ sót 1.21 3.58 8.84 7.27 2.77 4.24 -

Bước 3: Xây dựng dữ liệu, thành lập bản đồ hiện trạng diện tích mảng xanh bình quân đầu người.

Hình 6: Bản đồ hiện trạng mảnh xanh Hà Nội 2015 hoàn chỉnh

Thêm trường thuộc tính “Lop_Phu” và gán thông tin cho trường“Lop_Phu” , chạy nền chất lượng cho trường “Lop_Phu”.

Hiển thị Bản đồ hiện trạng mảnh xanh Hà Nội 2015.

Biên tập bản đồ, chuẩn hóa về nền màu, ký hiệu đường ranh giới. xuất, hiển thị trên trang layout bản đồ hoàn chỉnh.

Sau khi có bản đồ hiện trạng mảng xanh khu vực nghiên cứu, thành lập bản đồ diện tích mảnh xanh bình quân đầu người năm năm 2015. Thống kê diện tích mảng xanh theo từng đơn vị quận huyện trong thành phố. Từ dữ liệu không gian hiện trạng mảng xanh toàn thành phố tiến hành chồng xếp với dữ liệu nền hành chính ta được dữ liệu không gian kết quả xác định sự phân bố mảng xanh theo từng đơn vị quận huyện trong thành phố. Sử dụng phép phân tích trên dữ liệu thuộc tính thống kê kết quả.

Hình 7: Chồng xếp dữ liệu hành chính và lớp phủ 2015

Nghiên cứu


Hình 8: Bảng thuộc tính sau chồng xếpBảng 3. Kết quả thống kê diện tích xanh bình quân đầu người 2015

TT Loại lớp phủ Quận, huyện Diện tích

mảng xanh (m2)Dân số (người)

Mảng xanh/ Dân số (m2/người)

1 Thuc vat Q. HOÀN KIẾM 40317.30078 155900 0.262 Thuc vat Q. ÐỐNG ÐA 126473.6992 401700 0.313 Thuc vat Q. THANH XUÂN 177715 266000 0.674 Thuc vat Q. HAI BÀ TRƯNG 355777 315900 1.135 Thuc vat Q. BA ÐÌNH 796804 242800 3.286 Thuc vat Q. CẦU GIẤY 927804.3984 251800 3.687 Thuc vat Q. TÂY HỒ 2419420 152800 15.838 Thuc vat Q. HOÀNG MAI 6069000 364900 16.639 Thuc vat Q. BẮC TỪ LIÊM 8888010 320400 27.7410 Thuc vat Q. HÀ ÐÔNG 11049300 284500 38.8411 Thuc vat Q. NAM TỪ LIÊM 9073040 232900 38.9612 Thuc vat H ỨNG HÒA 9787480 191700 51.0613 Thuc vat Q. LONG BIÊN 16431458 270300 60.7914 Thuc vat H. THANH TRÌ 14505800 221800 65.415 Thuc vat H. PHÚ XUYÊN 12396500 187000 66.2916 Thuc vat H. THANH OAI 12925500 185400 69.7217 Thuc vat H. ÐÔNG ANH 29477800 374900 78.6318 Thuc vat H. THƯỜNG TÍN 18800200 236300 79.5619 Thuc vat H. PHÚC THỌ 19957500 172500 115.720 Thuc vat H. HOÀI ÐỨC 25236750 212100 118.9921 Thuc vat H.GIA LÂM 32995800 253800 130.0122 Thuc vat H. ÐAN PHƯỢNG 20708800 154300 134.2123 Thuc vat H. MÊ LINH 29585320 210600 140.4824 Thuc vat H. CHƯƠNG MỸ 46276400 309600 149.4725 Thuc vat H. QUỐC OAI 38874960 174200 223.1626 Thuc vat H. SÓC SƠN 86914240 316600 274.5227 Thuc vat H. THẠCH THẤT 67473420 194100 347.6228 Thuc vat TX. SƠN TÂY 53649000 136600 392.7529 Thuc vat H .MỸ ÐỨC 85979000 183500 468.5530 Thuc vat H. BA VÌ 214803156.8 267300 803.6

Nghiên cứu


Bảng 4. Bảng nền màu đồ giải biểu diễn trên bản đồ diện tích mảng xanh bình quân đầu người

Sau khi đã thống kê và tính toán được diện tích xanh bình quân đầu người 2015 của 30 quận huyện trên thành phố Hà Nội. Thực hiện phép đồng nhất mã và số thứ tự các quận huyện ở các bảng thuộc tính, Join bảng thuộc tính thống kê diện tích xanh bình quân đầu người 2015 của các quận huyện vào file Hành chính quận huyện để thể hiện lên bản đồ.

Cần trực quan hóa biểu diễn lên bản đồ sự phân bố diện tích mảng xanh bình quân đầu người trong thành phố giúp cho các nhà quản lý quy hoạch đô thị nhìn nhận một cách khách quan về phân bố mảng xanh và là cơ sở để điều chỉnh quy hoạch phát triển bền vững theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về quy hoạch đô thị trong đó có tính đến sự hợp lý về diện tích cây xanh đô thị và dân số.

Căn cứ vào tỷ lệ xanh bình quân đầu người, lựa chọn phương pháp biểu thị nền đồ giải lên bản đồ. Nền màu lựa chọn phù hợp theo xu thế phát triển của diện tích mảng xanh bình quân đầu người theo từng đơn vị hành chính quận huyện trong thành phố là nền màu hỗn hợp quang phổ chuyển tiếp từ màu cam nhạt đến màu xanh lá. Tác giả lựa chọn 7 bậc số liệu trên tổng số 30 quận huyện trong thành phố với các khoảng chia số liệu ngẫu nhiên do có sự

chênh lệch lớn giữa giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất (khoảng 800 m2/ người). Biên tập bản đồ diện tích mảng xanh bình quân đầu người.

Hình 9. Bản đồ diện tích mảng xanh bình quân đầu người

4. Kết quả nghiên cứuKết quả nghiên cứu đạt được là bản

đồ hiện trạng diện tích mảng xanh trong mối quan hệ với mật độ dân số của Hà Nội năm 2015. Trên bản đồ thấy được sự phân bố của các vùng quận huyện với tỷ

Nghiên cứu


lệ bình quân diện tích xanh trên đầu người theo các cấp.

Theo bảng 3, thống kê tỷ lệ diện tích mảng xanh thực vật bình quân đầu người theo các quận huyện trong thành phố Hà Nội năm 2015, ta nhận thấy: 6 quận nội thành Hoàn Kiếm, Đống Đa, Thanh Xuân, Hai Bà Trưng, Ba Đình, Cầu Giấy có tỷ lệ dưới 3,7 m2/người. So sánh cụ thể theo thống kê của Tổ chức JICA (Nhật Bản) năm 2006 thì diện tích trung bình về cây xanh ở 9 quận nội thành là 0,9 m2/người; trong đó, ở Đống Đa chỉ có 0,5 m2/người [5]. Đến nay con số này đã có sự thay đổi: trong đó, ở Đống Đa là 0,31 m2/người, Hoàn Kiếm là 0,26 m2/người, Thanh Xuân là 0,67 m2/người, Hai Bà Trưng là 1,13 m2/người. Các loại đất thực vật, mảng xanh của thành phố chỉ chiếm khoảng gần 30% so với diện tích đất tự nhiên và tập trung chủ yếu ở các huyện ngoại thành như Ba Vì, Sóc Sơn, Mỹ Đức, Ứng Hòa, Thạch Thất, Quốc Oai, Phúc Thọ, Sơn Tây, Chương Mỹ, Gia Lâm. Các quận nội thành diện tích xanh còn hạn chế và có xu hướng giảm diện tích do các kế hoạch xây dựng giao thông trong thành phố được triển khai nhiều trong thời gian gần đây. Các kết quả tính toán thông kê có thể chưa chính xác nhưng cũng phần nào thể hiện được hiện trạng mảng xanh thành phố ngày càng suy giảm.

5 . Kết luậnBản đồ hiện trạng phân bố diện tích

mảng xanh khu vực nghiên cứu được xây dựng trên kỹ thuật phân loại phổ ảnh tư liệu và kiểm tra thực địa cho cái nhìn trực quan về mảng xanh khu vực nghiên cứu.

Qua nghiên cứu, thể hiện số liệu diện tích mảng xanh bình quân đầu người ở Hà Nội theo các đơn vị quận huyện, chúng ta nhận thấy diện tích xanh ở thủ đô phân bố không đồng đều, chưa

đảm bảo lượng không gian xanh cần thiết cho người dân. Cụ thể, năm 2015 diện tích mảng xanh bình quân đầu người toàn thành phố là 121,05 m2/người. Tuy nhiên, ở các quận nội thành có mật độ dân cư cao thì chưa đáp ứng theo tiêu chuẩn. Theo tiêu chuẩn ở khu đô thị đặc biệt là 7m2/người [9], năm 2015 ở Đống Đa là 0,31 m2/người, Hoàn Kiếm là 0,26 m2/người, Thanh Xuân là 0,67 m2/người, Hai Bà Trưng là 1,13 m2/người. Lý giải cho điều này là do những năm gần đây thủ đô đã diễn ra quá trình đô thị hóa mạnh mẽ và việc mở rộng các công trình giao thông nội đô, xây dựng nhiều công trình xây dựng đã làm cho diện tích mảng xanh giảm. Đi cùng với các công trình mọc lên là lượng dân cư cũng tăng theo nên diện tích mảng xanh bình quân đầu người toàn thành phố giảm và cục bộ các đơn vị quận huyện càng giảm.

Thống kê biến động diện tích mảng xanh khu vực nghiên cứu bài báo xác định được một số chỉ số xanh: Tỷ lệ che phủ (%), Bình quân diện tích mảng xanh theo đầu người (m2/người). Qua đây tôi nhận thấy:

+ Tỷ lệ che phủ (%) của toàn thành phố là 30%, của các quận nội thành nhỏ dưới 1%, phản ánh số lượng diện tích mảng xanh giảm trong các quận.

+ Bình quân diện tích mảng xanh theo đầu người giảm so với số liệu của JICA, so với quy chuẩn xây dựng chưa đạt chuẩn ở các quận nội thành. Điều này đánh giá chất lượng sống của người dân theo diện tích mảng xanh chưa đạt. Việc nghiên cứu diện tích mảng xanh theo chỉ số xanh này sẽ giúp cho các nhà quản lý, quy hoạch đô thị, bảo vệ môi trường đưa ra quyết định đúng đắn, cân đối giữa diện tích mảng xanh cần có cho số dân cụ thể.

Nghiên cứu


TÀI LIỆU THAM KHẢO[1]. Trương Thị Hoà Bình (2002). Nghiên

cứu ứng dụng chỉ số thực vật để thành lập bản đồ phân bố một số loại rừng bằng công nghệ viễn thám. Luận án tiến sĩ, Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam, Hà Nội năm 2002.

[2]. Hoàng Văn Đạo (2009). Sử dụng ảnh viễn thám đa thời gian và GIS để nghiên cứu đánh giá biến động thảm thực vật khu vực rừng vườn quốc gia Tràm Chim huyện Tam Nông tỉnh Đồng Tháp. Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội.

[3]. Nguyễn Đông Hà, Vũ Trung Dũng, Nguyễn Tuấn Trung (2010). Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong nghiên cứu biến động lớp phủ rừng. Tạp chí Khoa học Đo đạc và Bản đồ, số 4, trang 44 - 46.

[4]. Nguyễn Thị Ngọc Nga (2007). Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS nghiên cứu hình thái không gian của sự phát triển đô thị Hà Nội giai đoạn 1975 - 2005. Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội.

[5]. Lê Thị Thu Hà (2010). Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS nghiên cứu biến động diện tích mảng xanh khu vực Hà Nội. Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội.

[6]. Nguyễn Thị Hồng Điệp và nhóm tác giả (2018). Xây dựng bản đồ phân bố hiện

trạng cây xanh đô thị và ước lượng khí nhà kính thành phố Cần Thơ. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ.

[7]. Nguyễn Hải Hòa, Nguyễn Văn Quốc (2017). Sử dụng ảnh viễn thám Landsat và GIS xây dựng bản đồ biến động diện tích rừng tại vùng đệm vườn quốc gia Xuân Sơn. Tạp chí Khoa học và Lâm nghiệp.

[8]. Nguyễn Ngọc Thạch (2011). Địa thông tin (Những nguyên lý cơ bản về Viễn thám, Hệ thống thông tin địa lý và Hệ thống định vị toàn cầu). Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội.

[9]. Phạm Vọng Thành, Nguyễn Trường Xuân (2003). Giáo trình Công nghệ viễn thám. (Dành cho học viên cao học chuyên ngành Trắc địa). Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội.

[10]. Thẩm Thị Ngọc Hân, Trần Võ Thiên Trang, Trần Thị Vân (2019). Mảng xanh đô thị trong quản lý và phát triển bền vững khu đô thị phía đông thành phố Hồ Chí Minh. Hội thảo GIS toàn quốc.

[11]. Trần Trung Hồng (2001). Trình bày bản đồ. NXB Giao thông vận tải.

[12]. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia quy hoạch xây dựng. QCVN 01:2014/BXD (Dự thảo).


Nghiên cứu


NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG HÀM PHÂN PHỐI CHUẨN TRONG XỬ LÝ SỐ LIỆU QUAN TRĂC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

BIỂN MIỀN TRUNG VIỆT NAMNguyễn Ngọc Linh

Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà NộiTóm tắtỞ Việt Nam, hệ thống quan trắc - cảnh báo môi trường, dịch bệnh thủy sản đã

được thực hiện trong cả nước. Vì vậy, xử lý số liệu thực nghiệm thu được tại các điểm và khu vực biển giúp cho bộ số liệu quan trắc có độ chính xác cao và độ tin cậy mong muốn là rất cần thiết, và là biện pháp phát hiện, cảnh báo các chất ô nhiễm có hiệu quả nhất, kịp thời kiểm soát và ngăn ngừa ô nhiễm môi trường biển, từ đó có các biện pháp giảm thiểu các tác hại gây ra đối với hoạt động nuôi trồng biển. Bằng phương pháp thực nghiệm để thu thập số liệu quan trắc môi trường nước biển từ trạm quan trắc và phân tích môi trường biển miền Trung, kết hợp tính toán lý thuyết hàm phân phối chuẩn. Kết quả nghiên cứu của bài báo sẽ cung cấp thêm một phương pháp đơn giản, dễ sử dụng trong việc biến đổi, tính toán số liệu quan trắc môi trường nước biển, qua đó người sử dụng có thể tính toán, xử lý số liệu quan trắc bằng công cụ đơn giản là máy tính bỏ túi.

Từ khóa: Hàm phân phối chuẩn; Xử lý số liệu; Nước biển; Miền Trung Việt Nam. Abstract

Application of normal distribution function in processing monitoring data of sea water in Central Vietnam

In Vietnam, the system of monitoring and warning for environment and aquatic diseases has been implemented throughout the country. The processing of empirical data collected at marine areas to improve the accuracy and reliability of monitoring data sets is very necessary and is the most effective means of detecting pollutants to control and prevent marine pollution promptly and minimize the bad impacts to mariculture activities. By combining the empirical methods of on-site collecting seawater environmental monitoring data from the marine environment monitoring and analyzing station in the Central of Vietnam, with the theoretical calculations of the normal distribution function, this paper provides a simple and easy-to-use method of transforming and calculating seawater monitoring data for the users to calculate and process monitoring data using simply tools such as a pocket calculator.

Keywords: Normal distribution function; Processing data; Seawater; Central of Vietnam.


Biển và đại dương là nơi tiếp nhận phần lớn các chất thải từ lục địa. Công ước quốc tế về Luật biển năm 1982 đã chỉ ra 5 nguồn gây ô nhiễm biển chính là: Các hoạt động trên đất liền, thăm dò và khai

thác tài nguyên trên thềm lục địa và đáy đại dương; thải các chất độc hại ra biển; vận chuyển hàng hóa trên biển và ô nhiễm biển từ không khí.

Những năm qua, đồng hành với sự gia tăng diện tích và sản lượng nuôi trồng

Nghiên cứu


thủy sản, những hoạt động kinh tế - xã hội trong cả nước không ngừng tăng trưởng, kéo theo hàng loạt các vẫn đề về môi trường tác động đến khu vực ven biển, trong đó có hoạt động nuôi biển. Vì vậy, công việc quan trắc, phân tích các chất ô nhiễm trong nước biển và ở các khu nuôi trồng hải sản tập trung ven biển là rất cần thiết; và là biện pháp phát hiện, cảnh báo các chất ô nhiễm có hiệu quả nhất, kịp thời kiểm soát và ngăn ngừa ô nhiễm môi trường biển, từ đó có các biện pháp giảm thiểu các tác hại gây ra đối với hoạt động nuôi biển.

Quan trắc môi trường là quá trình theo dõi có hệ thống về thành phần môi trường, các yếu tố tác động lên môi trường nhằm cung cấp thông tin đánh giá hiện trạng, diễn biến chất lượng môi trường và các tác động xấu đối với môi trường (theo luật bảo vệ môi trường Việt Nam 2014). Số liệu quan trắc đo đạc ngoài hiện trường và phân tích trong phòng thí nghiệm được xử lý, tính toán nhằm biến các số liệu thô đã có thành cơ sở dữ liệu dễ truy cập và sử dụng khi cần thiết. Vì vậy việc ứng dụng các hàm thống kê nói chung và hàm phân phối chuẩn nói riêng trong xử lý số liệu thực nghiệm thu được sẽ giúp cho bộ số liệu quan trắc có tin cậy mong muốn.

2. Phương pháp nghiên cứuDựa trên các kết quả nghiên cứu

trước đây, thông qua việc tìm hiểu nhằm đánh giá các ưu nhược điểm của các phương pháp xử lý số liệu, tác giả đề xuất áp dụng hàm phân phối chuẩn để xử lý số liệu quan trắc môi trường nước biển miền Trung Việt Nam.

2.1. Phương pháp thu thập số liệu- Điều tra thu thập các tài liệu, số

liệu kết hợp với thu thập số liệu quan trắc từ biên bản kết quả đo, phân tích tại hiện trường.

- Mẫu nước biển thu thập tại hiện trường gồm khoảng từ 35 đến 40 quan trắc, đo vào 2 đợt tháng 4 và tháng 10, tại 6 điểm đo (Đèo Ngang, Thuận An, Đà Nẵng, Dung Quất, Sa Huỳnh, Quy Nhơn)

- Các yếu tố được quan trắc vào thời điểm chân triều và đỉnh triều bao gồm:

+ Đo nhiệt độ nước, độ mặt nước biển ở 2 tầng mặt và đáy;

+ Mẫu phân tích chất dinh dưỡng (tổng Nitơ) ở tầng mặt và tầng đáy.

- Hàm lượng Nitơ được xác định bằng phương pháp trắc quang, so màu của máy DREL/2010 sau khi lấy mẫu, kèm theo hóa chất của hãng sản xuất [9].

- Số liệu quan trắc môi trường nước biển khu vực miền Trung các năm 2013, 2014, 2015 [9].

2.2. Phương pháp xử lý số liệuTrên cơ sở số liệu thu thập được,

chọn ra 3 chỉ tiêu để xử lý đó là: Nhiệt độ nước biển, tổng Nitơ trong nước biển và độ mặn nước biển.

Xây dựng công thức Toán học kết hợp các bài toán ước lượng, kiểm định trong thống kê đối với các đại lượng tuân theo luật phân phối chuẩn để phát hiện các giá trị bất thường, khử sai số quan trắc, xác định độ chính xác, số quan trắc cần thiết và so sánh hai dãy kết quả quan trắc đối với 3 chỉ tiêu: nhiệt độ nước biển, tổng Nitơ trong nước biển và độ mặn nước biển.

2.3. Một số công thức lý thuyết.

- Trung bình số học ( x ) là đại lượng dùng để chỉ giá trị đạt được khi chia tổng các kết quả quan trắc lặp lại cho số quan trắc lặp lại.

Giả sử có tập số liệu quan trắc lặp lại gồm n giá trị, ký hiệu: x1, x2,...,xn thì giá trị trung bình số học của tập số liệu gồm n quan trắc lặp lại là:

Nghiên cứu


(1)

- Phương sai (σ2 và S2) là giá trị trung bình của tổng bình phương sự sai khác giữa các giá trị riêng rẽ trong tập số liệu so với giá trị trung bình.

+ Phương sai phản ánh mức độ phân tán của các giá trị quan sát chung quanh giá trị trung bình, do đó dùng để so sánh độ phân tán mẫu của các mẫu nghiên cứu.

+ Nếu tập số liệu lớn (N→∞ thì phương sai mẫu tổng thể được ký hiệu là σ2 và được tính theo công thức

(2)

- Nếu tập số liệu nhỏ thì phương sai mẫu thống kê được ký hiệu là S2 và được tính theo công thức:

(3)

3. Kết quả nghiên cứu

3.1. Một số kết quả lý thuyếtTrong đo đạc thực nghiệm, dù có

chính xác đến mức nào thì vẫn có sai lệch khác nhau. Ta gọi đại lượng đang xét là x và giá trị thực của đại lượng đó là μ. Khi đó, giá trị ǀx-μǀ được gọi là sai số thực nghiệm. Sai số thực nghiệm thường không biết và giá trị thực cũng không biết một cách chính xác.

Bài toán đặt ra là: Hãy ước lượng giá trị gần đúng của μ với sai số bé nhất. Để làm được điều đó cần phải xử lý số liệu thực nghiệm, cụ thể là phát hiện các giá trị bất thường và khử sai số thực nghiệm dựa vào phân phối chuẩn.

- Phát hiện các trị bất thường dựa vào phân bố chuẩn

Gọi x1 là các giá trị của mẫu dữ liệu. Theo lý thuyết phân bố chuẩn [7], 99% các giá trị x1 có phân bố chuẩn sẽ nằm

trong khoảng với là trung bình mẫu và S là độ lệch mẫu.

Các giá trị nằm ngoài khoảng

là các giá trị bất thường.

Nếu trong tập số liệu có rất nhiều số hoặc rất lớn hoặc rất nhỏ thì nên lấy giá trị trung vị thay cho trung bình và lược bỏ sơ bộ một số giá trị bất thường để tính độ lệch chuẩn của tập số liệu.

- Khử sai số quan trắcKhi nhận thấy có một kết quả quan

trắc x0 khác xa với kết quả quan trắc khác thì ta nghĩ ngay đến hiện tượng là đã mắc phải sai số thô. Khi đó, ta xem xét các quan trắc còn lại x1, x2,...,xn như là tập hợp riêng còn x0 được xem như là quan trắc đột biến.

Giả sử x là đại lượng ngẫu nhiên có luật phân phối chuẩn (μ, σ2).

Với mức ý nghĩa α ta tính:

(4)

Tìm ua sao cho 1-2Φ(uα) bằng cách tra bảng giá trị Laplace [8].

Thông thường tính ba cấp: u0,05=1,96; u0,01=2,58; u0,001=3,29

Nếu u>uα thì bỏ giả thiết và loại x0;

Nếu u<uα thì nhận lại x0 (nghĩa là x0vẫn thuộc tập hợp dùng được);

Khi đó có nghĩa là ta đã loại x0 chứa sai số thô với mức ý nghĩa α (hoặc độ tin

Nghiên cứu


cậy 1-α) hoặc là đã nhận lại x0 vì x0 không chứa sai số thô với mức ý nghĩa α (hoặc độ tin cậy 1-α).

Nếu σ chưa biết (n>30), công thức (3.1) được thay bởi:

(5)

- Độ chính xác của các quan trắcSau khi khử những quan trắc có sai số

thô, ta còn lại các quan trắc chỉ có sai số ngẫu nhiên. Giả sử các sai số ngẫu nhiên tuân theo luật phân phối chuẩn. Vậy thì độ chính xác của các quan trắc như thế nào? Nghĩa là, độ chính xác của các dụng cụ đo đạc thế nào? Khi đó ta cần ước lượng phương sai σ của luật phân phối này (luật phân phối của các x0)

Với một loạt gồm n quan trắc, ta có:

(6)

- Số lượng quan trắc cần thiếtTa đã chủ trương không quan trắc

tổng thể được toàn bộ môi trường nước biển mà chỉ quan trắc một mẫu ngẫu nhiên. Nhưng nếu kích thước mẫu n nhỏ thì quan trắc nhanh và tính toán đơn giản song tính tiêu biểu của mẫu đối với tỏng thể kém. Ngược lại, nếu kích thước mẫu n lớn thì đặc trưng của mẫu đối với tổng thể tốt nhưng thực nghiệm lâu và tính toán phức tạp hơn. Chính vì vậy, trước mỗi lần thực nghiệm với yêu cầu cho trước (đảm bảo độ tin cậy γ cho trước, sai số cho phép ε không vượt quá ε0) ta phải xác định kích thước mẫu tối thiểu n bằng bao nhiêu là thích hợp nhất.

Giả sử muốn ước lượng giá trị trung bình μ của tổng thể với sai số không quá ε cho trước với độ tin cậy γ

thì kích thước mẫu n nhỏ nhất thỏa mãn bất đẳng thức:

(7)

Trong đó: uα sao cho

bằng cách tra bảng giá trị Laplace.S được xác định theo (1.4)Thông thường tính ba cấp: u0,05=1,96;

u0,01=2,58; u0,001=3,29- So sánh hai giá trị trung bìnhTrong cuộc sống hàng ngày cũng

như trong công tác quan trắc chúng ta luôn phải làm phép so sánh: So sánh chất lượng của hai loại sản phẩm, của các loại dịch vụ, so sánh hai cơ hội đầu tư,... Và trong khuôn khổ đề tài nghiên cứu này là so sánh hai dãy kết quả quan trắc môi trường nước biển.

Giả sử ta có hai mẫu ngẫu nhiên độc lập là {x1, x2,...,xn} và {y1, y2,...,yn}

Ta muốn so sánh hai giá trị trung bình tổng thể μ1, μ2 dựa vào hai mẫu độc lập trên. Ta kiểm định cặp giả thiết:

Ta chọn thống kê:

(8)

Với mức ý nghĩa α nếu T>uα thì bác bỏ H0

Trong đó: uα sao cho bằng cách tra bảng giá trị Laplace.

Thông thường tính ba cấp: u0,05=1,96; u0,01=2,58; u0,001=3,29

Nghiên cứu


3.2. Nhiệt độ nước biển khu vực miền Trung Việt Nam năm 2015Bảng 1. Nhiệt độ nước biển khu vực miền Trung năm 2015

Đợt đoGiá trị quan trắc (đơn vị: 0C)

Đèo Ngang Thuận An Đà Nẵng Dung Quất Sa Huỳnh Quy Nhơn

Tháng 422,3 23,2 21,7 19,5 23,8 23,4

27,3 24,5 24,7 23,7 26,7 23,5

26,5 22,9 21,5 23,6 22,4 25,5

24,8 22,622,8 24,9 22,8 25,8

23,2 24,9 23,6 24,7 23,4 26,2

24,2 26,8 24,3 26,4

25,2 28,4 25,6

Tháng 1028,6 28,2 28,8 28,4 28,9 29,1

28,6 28,5 28,2 28,3 27,9 28,7

28,6 28,7 29,1 28,6 29,3 28,1

28,4 28,3 28,1 27,8 27,5 27,8

27,7 27,4 27,6 27,4 27,2 27,6

28,2 27,9 27,4 28,9

29,4 28,8 29,2

- Nhiệt độ quan trắc tháng 4/2015Sử dụng công thức (1) và (3) ta tính

được: Theo lý thuyết phân bố

chuẩn, 99% các giá trị xi có phân bố chuẩn sẽ nằm trong khoảng

Trong Bảng 1, bộ số liệu tháng 4 có giá

trị quan trắc ( )0 19,5 19,63;28,77x = ∉Do đó, giá trị quan trắc x0=19,5 trong

dãy số liệu thu được là giá trị bất thường.Vậy giá trị bất thường x0=19,5 có

mắc phải sai số thô hay không? Để trả lời câu hỏi đó ta xem xét các số liệu thu được còn lại (gồm 36 giá trị) là tập hợp riêng còn giá trị x0=19,5 được xem như là quan trắc đột biến.

Ta có vì σ chưa biết và số giá trị quan trắc là 36>30 nên theo (3.2) ta có:

Với mức ý nghĩa α=1% ta có uα=2,58⇒ u=2,93>uα=2,58 do đó ra loại bỏ giá trị x0=19,5 nghĩa là x0=19,5 chưa sai số thô với mức ý nghĩa α=1%

Nhận xét: Với mức ý nghĩa α=1% giá trị bất thường x0=19,5 chứa sai số thô, nguyên nhân do vi phạm các điều kiện

cơ bản của quan trắc hoặc do sơ suất của nhân viên kỹ thuật. Khi đó việc xử lý phải bỏ đi hoặc quan trắc lại.

- Nhiệt độ quan trắc tháng 10/2015Sử dụng công thức (1) và (3) ta tính



Trong Bảng 1, bộ số liệu tháng 10

không có giá trị quan trắc nào nằm ngoài khoảng (26, 76; 29, 84) do đó trong dãy số liệu thu được tháng 10/2015 không có giá trị bất thường, nghĩa là không có giá trị nào chứa sai số thô. Như vậy, từ kinh nghiệm rút ra trong quá trình xử lý số liệu tháng 4/2015, các điều kiện cơ bản của quá trình quan trắc đã được kỹ thuật viên làm theo đúng yêu cầu và không có sơ suất trong quá trình quan trắc.

Câu hỏi đặt ra là: Khi các giá trị quan trắc nhiệt độ tháng 10/2015 không chứa sai số thô, các sai số còn lai đều là sai số ngẫu nhiên tuân theo luật phân phối chuẩn, vậy độ chính xác của dụng cụ đo đạc thế nào?

Sử dụng công thức (6) ta lần lượt tính được độ chính xác của bảng số liệu quan trắc tháng 4/2015 và tháng 10/2015 lần lượt là S1=1,77; S2=0,597. Số liệu này

Nghiên cứu


3.3. Tổng Nitơ trong nước biển khu vực miền Trung năm 2015.Bảng 2. Tổng Nitơ trong nước biển khu vực miền Trung năm 2015 [9]

Đợt đoGiá trị quan trắc (đơn vị: mg/l)

Đèo Ngang Thuận An Đà Nẵng Dung Quất Sa Huỳnh Quy Nhơn

Tháng 4

0,1 0,2 0,1 0,2 0,15 0,3

0,2 0,1 0,16 0,25 0,4 0,6

0,3 0,55 0,35 0,25 0,62 0,36

0,54

0,37 0,43 0,7 0,8 0,5 0,75

0,78

0,48 0,3 0,15 0,53 0,68 0,28

0,38 0,74 0,78 0,70,5 0,2

Tháng 10

0,5 1,0 0,8 0,2

0,6 0,50,3 0,7

0,2 0,9 0,55 0,8

0,8 0,7

0,2 0,6 0,6 0,4

0,7 0,4

0,58 0,8 0,3 0,7

0,6 0,7

0,6 0,7 0,55 0,5

0,7 0,8

0,9 0,73 0,6 0,35 0,95 0,7 0,4 0,8

Tổng Nitơ quan trắc tháng 4/2015Sử dụng công thức (1) và (3) ta tính



Trong Bảng 2, tất cả các giá trị trong

bộ số liệu quan trắc tháng 4 đều thuộc khoảng (-0,153; 0,9826). Do đó, dãy số liệu thu được không có giá trị bất thường, hay không mắc phải sai số thô.

Tổng Nitơ quan trắc tháng 10/2015Sử dụng công thức (1) và (3) ta tính



Trong Bảng 2, tất cả các giá trị trong

bộ số liệu quan trắc tháng 4 đều thuộc khoảng (0,068; 1,1518). Do đó, dãy số liệu thu được không có giá trị bất thường, hay không mắc phải sai số thô.

Như vậy bộ số liệu quan trắc về tổng Nito trong nước biển khu vực miền Trung năm 2015 không mắc phải sai số thô, nghĩa là trong quá trình qua trắc cán bộ đo đã thực hiện đúng kỹ thuật và không vi phạm các điều kiện cơ bản.

Tuy nhiên, ta nhận thấy trong hai mẫu tháng 4 và tháng 10, tổng Nito trung bình tháng 4 thấp hơn so với tháng 10, hay có sự chênh lệch rõ rệt theo mùa. Từ đó giả thiết đặt ra là: Tổng Nito trung bình μ2 tháng 10 cao hơn tổng Nito trung bình μ1 tháng 4.

Để trả lời câu hỏi đó, ta kiểm định cặp giả thiết:

Theo (3.5), ta có:

Với mức ý nghĩa α=0,01⇒u0,01=2,58 (tra bảng phân phối chuẩn)

Ta có T=4>u0,01=2,58 do đó bác bỏ

hoàn toàn phù hợp vì trong bảng số liệu tháng 4/2015 vẫn còn chứa sai số thô, trong khi bảng số liệu tháng 10/2015 đã không mắc phải sai số thô. Hay nói cách khác,

độ chính xác của dụng cụ đo trong tháng 10/2015 tốt hơn tháng 4/2015 do trước khi quan trắc, cán bộ quan trắc đã chỉnh máy theo đúng hướng dẫn của nhà sản xuất.

Nghiên cứu


giả thiết H0 chấp nhận giả thiết H1 nghĩa là giả thiết tổng Nito trung bình tháng 10 cao hơn tổng Nito trung bình tháng 4. Điều này hoàn toàn phù hợp vì nồng độ Nito vào mùa mưa (tháng 10) cao hơn mùa khô (tháng 4).

Trong Bảng 2, đối với số liệu quan trắc tháng 4/2015 ta nhận thấy rằng sai số quan

trắc 12,58. 2,58.0,22 0,568Sε = = ≈ là cao so với các giá trị quan trắc, hơn nữa số liệu quan trắc không mắc phải sai số thô.

Vậy để sai số quan trắc không vượt

quá 0,08 mg/l ta cần quan trắc thêm bao nhiêu giá trị nữa?

Theo (3.4) thì số giá trị quan trắc phải thỏa mãn:

Vậy số giá trị cần quan trắc ít nhất là

51 giá trị, nghĩa là ta cần quan trắc bổ sung thêm 51 - 38 = 13 giá trị quan trắc nữa.

3.4. Độ mặn nước biển khu vực miền Trung năm 2015Bảng 3. Độ mặn nước biển khu vực miền Trung năm 2015 [9]

Đợt đo Giá trị quan trắc (đơn vị: ‰ )Đèo Ngang Thuận An Đà Nẵng Dung Quất Sa Huỳnh Quy Nhơn

Tháng 4

32,833,233,333,621,127,832,632,8

32,833,233,333,621,127,833,4

24,928,729,833,130,232,332,3

32,833,732,933,733,334,033,1

34,033,834,232,133,833,632,5

31,531,732,431,431,733,532,9

Tháng 10

32,432,632,733,030,730,517,9

23,223,232,725,633,226,9

29,933,731,933,532,933,7

34,033,634,125,624,323,1

21,225,423,421,625,125,2

23,724,920,220,132,833,6

Độ mặn quan trắc tháng 4/2015Sử dụng công thức (1) và (3) ta tính



Trong Bảng 3, bộ số liệu

tháng 4 có 2 giá trị quan trắc

Do đó giá trị quan trắc x1=21,1;

x2=24,9∉(19,63; 28,77) trong dãy số liệu thu được là giá trị bất thường.

Vậy các giá trị bất thường x1=21,1; x2=24,9 có mắc phải sai số thô hay không? Để trả lời câu hỏi đó ta xem xét các số liệu thu được còn lại (gồm 35 giá trị) là tập hợp riêng còn các giá trị x1=21,1; x2=24,9 được xem như là quan trắc đột biến.

Ta có vì σ chưa biết và số giá trị quan trắc là 35>30 nên theo (3.2) ta có:

Nghiên cứu


Với mức ý nghĩa α=1% ta có: uα=2,58⇒ u1=7,65>uα=2,58; u2=5,09>uα=2,58 do đó ra loại bỏ giá trị x1=21,1; x2=24,9 nghĩa là x1=21,1; x2=24,9 chưa sai số thô với mức ý nghĩa α=1%

Nhận xét: với mức ý nghĩa α=1% các giá trị bất thường x1=21,1; x2=24,9 chứa sai số thô, nguyên nhân do vi phạm các điều kiện cơ bản của quan trắc hoặc do sơ suất của nhân viên kỹ thuật. Khi đó việc xử lý phải bỏ đi hoặc quan trắc lại.

Độ mặn quan trắc tháng 10/2015Trong Bảng 3, bộ số liệu tháng 10 ta

nhận thấy có một quan trắc đột biến so với các giá trị quan trắc còn lại là x0=17,9 còn 36 quan trắc còn lại có giá trị trung bình và độ lệch lần lượt là: .Câu hỏi đặt ra là giá trị x0=17,9 có chứa sai số thô hay không?

Tính theo (3.2) ta có:

Với mức ý nghĩa α=1% ta có

uα=2,58⇒u=2,15<uα=2,58 do đó giá trị x0=17,9 không chứa sai số thô nghĩa là nhận lại giá trị x0=17,9 vào bộ số liệu quan trắc độ mặn tháng 10/2015.

Khi đó sử dụng công thức (1) và (3) ta tính được:

Theo lý thuyết phân bố chuẩn, 99% các giá trị xi có phân bố chuẩn sẽ nằm trong khoảng:

Nghĩa là giá trị x0=17,9 không phải là giá trị bất thường cần loại bỏ, phù hợp với kết luận giá trị x0=17,9 không chứa sai số thô.

4. Kết luận và kiến nghị4.1. Kết luậnHiện nay, có ba bộ chương trình

chuyên dụng phục vụ cho xử lý và phân tích số liệu thống kê rất thông dụng trên thế giới, đó là SAS, SPSS và STATA. SAS là bộ chương trình mà nhiều người sử dụng có trình độ cao ưa thích bởi sức mạnh và khả năng lập trình của nó. Do SAS là một bộ chương trình mạnh như vậy nên khó học nhất. Để sử dụng SAS, ta phải viết chương trình để thao tác dữ liệu và thực hiện các phân tích dữ liệu của mình. Nếu chương trình mắc lỗi, cái khó là phải biết tìm lỗi ở đâu và cách sửa thế nào. SPSS cũng có một ngôn ngữ cú pháp có thể học bằng cách dán cú pháp lệnh vào cửa sổ cú pháp từ một lệnh vừa chọn và thực hiện, nhưng nói chung khá phức tạp và không trực giác. STATA sử dụng các lệnh trực tiếp, có thể vào mỗi lệnh ở một thời điểm để thực hiện. Tuy nhiên, cả 3 loại phần mềm này đều có chung một hạn chế là người sử dụng phải đầu tư một khoản kinh phí lớn để mua.

Với kết quả của bài báo người sử dụng có thể tính toán, xử lý số liệu quan trắc bằng máy tính bỏ túi, và đặc biệt không cần mua phần mềm. Tác giả đã thu được một số kết quả chính sau:

+ Áp dụng được hàm phân phối chuẩn để loại bỏ giá trị bất thường trong số liệu quan trắc.

+ Áp dụng được hàm phân phối chuẩn để phát hiện và loại bỏ sai số thô mắc phải trong số liệu quan trắc.

+ Áp dụng được hàm phân phối chuẩn để so sánh được giá trị trung bình giữa các bộ số liệu quan trắc độc lập.

+ Phương pháp sử dụng hàm phân phối chuẩn để xử lý số liệu thực nghiệm

Nghiên cứu


được nêu trong đề tài cũng được áp dụng vào xử lý số liệu thực nghiệm trong các lĩnh vực khác như kinh tế, nông - lâm - ngư nghiệp, điều tra xã hội học, kinh tế, y tế, sinh học, ...

4.2. Kiến nghị+ Trước khi đo, cán bộ làm công tác

thực nghiệm cần thực hiện đúng các điều kiện cơ bản của quan trắc, cũng như cần phải chỉnh máy theo đúng hướng dẫn của nhà sản xuất để tránh mắc phải sai số thô.

+ Tiến hành lặp lại quá trình quan trắc nhiều hơn.

TÀI LIỆU THAM KHẢO[1]. Barnett, V. (Ed.) (2004).

Environmental Statistics. Methods and Applications John Wiley & Sons, Ltd.

[2]. PGS.TS. Nguyễn Kỳ Phùng (2014). Phương pháp xử lý số liệu thống kê trong môi trường. NXB ĐHQG TPHCM.

[3]. Chu Đức, Hoàng Chí Thành (2006). Tính toán trong các hệ sinh thái. NXB Giao thông vận tải.

[4]. PGS.TS. Tạ Thị Thảo (2010). Giáo trình thống kê trong hóa phân tích. NXB ĐHQGHN.

[5]. TS. Chế Đình Lý (2014). Thống kê và xử lý dữ liệu môi trường. NXB ĐHQG TPHCM.

[6]. Chu Đức (2001). Mô hình toán các hệ thống sinh thái. NXB ĐHQG HN.

[7]. Nguyễn Cao Văn, Trần Thái Ninh (1996). Lý thuyết xác suất và thống kê toán. NXB Khoa học kỹ thuật.

[8]. Đặng Hùng Thắng (2008). Thống kê và ứng dụng. NXB Giáo dục.

[9]. Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (2017). Báo cáo tổng hợp kết quả quan trắc môi trường vùng biển ven bờ miền Trung.

[10]. Tuấn, Trần Văn (2009). http://www.ykhoanet.com/baigiang/lamsangthongke/lstk_uoctinhcomau.pdf

[11]. Luật bảo vệ môi trường (2014).BBT nhận bài: 02/10/2019; Phản biện

xong: 28/10/2019

5. Kết luậnCông tác dự báo mực nước lớn nhất

bằng phương pháp hồi quy bội tại trạm Tân Châu trên lưu vực sông Cửu Long có ý nghĩa rất lớn đến phát triển kinh tế - xã hội của khu vực Nam Bộ đặc biệt trong thời kỳ mùa lũ. Trong những năm gần đây lượng dòng chảy phía thượng nguồn sông Mê Công ngày một suy giảm do có sự tham gia hoạt động của các công trình lấy nước, hồ chứa. Trong nghiên cứu này phương pháp hồi qui bội, phục vụ dự báo mực nước lớn nhất tại trạm Tân Châu trên sông Cửu Long có một ý nghĩa quan trọng nhằm rút ngắn thời gian tính toán và nâng cao chất lượng dự báo. Kết quả tính toán cho thấy chất lượng dự báo mực nước tại trạm Tân Châu trên sông Cửu Long đã tăng lên đáng kể với chất lượng dự báo

đều đạt trên 80%. TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Nguyễn Lan Châu (2001). Xây dựng các phương án nhận định hạn dài đỉnh lũ năm các sông chính ở Việt Nam. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Tổng cục.

[2]. Hà Văn Khối (2006). Giáo trình Quy hoạch và Quản lý Tài nguyên nước. Trường Đại học Thủy Lợi, Hà Nội.

[3]. Nguyễn Văn Tuần, Đoàn Quyết Trung, Bùi Văn Đức (2003). Dự báo Thủy văn. NXB Đại học Quốc Gia.

[4]. Trần Thanh Xuân (2007). Đặc điểm thủy văn và nguồn nước sông Việt Nam. NXB Nông nghiệp, Hà Nội.

[5]. https://fsppm.fuv.edu.vn


ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP HỒI QUY BỘI TÍNH TOÁN... (Tiếp theo trang 44)

http://www.ykhoanet.com/baigiang/lamsangthongke/lstk_uoctinhcomau.pdf



https://fsppm.fuv.edu.vn

Nghiên cứu


NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ CÁC MÔ HÌNH THU GOM RÁC VÀ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TRÊN MỘT SỐ QUẬN NỘI THÀNH

Ở THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNGNguyễn Hồng Đăng

Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà NộiTóm tắtThu gom đóng một vai trò quan trọng trong hệ thống quản lý chất thải rắn, vì

thường chiếm đến 70 % tổng chi phí của hệ thống. Tuy nhiên, thiết kế hệ thống thu gom rác thải hiện nay ở các nước đang phát triển vẫn chưa dựa trên nền tảng cơ sở dữ liệu khoa học mà còn phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm. Chính vì vậy trong bài báo này, tác giả đã phân tích các mô hình thu gom rác thải sinh hoạt tại Đà Nẵng bằng cách thu thập dữ liệu thời gian, khoảng cách di chuyển bằng cách quay video, thiết bị GPS/GIS và khối lượng rác thu gom, từ đó phân tích hiệu quả thu gom và thành lập các mô hình dự đoán thông số vận hành. Mô hình được thành lập trên ứng dụng SPSS bằng sự tương quan giữa thông số vận hành và các yếu tố đặc điểm khu vực trích xuất từ GIS. Kết quả cho thấy mô hình vận tốc vận chuyển rác và vận tốc di chuyển giữa các điểm thu gom được xây dựng dựa trên đến các yếu tố mật độ dân số, khoảng cách và cấp đường di chuyển trong thành phố Đà Nẵng. Bên cạnh đó, các vấn đề còn tồn tại cũng như các hướng nghiên cứu trong tương lai cũng được tác giả đề cập đến. Việc phân loại thu hồi rác tái chế cần được tiếp cận nhiều hơn nữa. Đồng thời, việc thu gom chất thải cũng như các yếu tố tác động đến hệ thống thu gom rác thải cũng cần được tiếp cận và nghiên cứu nhiều hơn nữa.

Từ khóa: Thu gom vận chuyển rác; Hiệu quả vận hành; GPS/GIS; Mô hình hóaAbstract

Research on domestic waste collection efficiency and affecting factors in some urban districts in Da nang city

Waste collection plays an important role in solid waste management systems because it often accounts for about 70% of the total cost. In particular, the design of waste collection system in developing countries is not based on scientific database but experience. Therefore, this study assess the practices of domestic waste collection in Da Nang city with time and distance data collected by video recording, GPS / GIS equipment and the amount of waste collected. Collection efficiency and operational parameter prediction models were then established. The model was established using SPSS application based on the correlation between operating parameters and characteristics of the area extracted from GIS data. The models of waste transport velocity and the movement speed among collection points were built based on population density, moving distance and road types in Da Nang city. Moreover, the existing issues as well as future research approach were also discussed by the paper. The classification and recovery of recyclable waste need to be studied more. The waste collection as well as the factors affecting the waste collection system should also be researched in more details.

Keywords: Waste collection and transportation; Operational efficiency; GPS/GIS; Modelling.

Nghiên cứu


Hình 1: Vị trí địa lý của thành phố Đà Nẵng

1. Giới thiệu chung

Lượng chất thải rắn (CTR) sinh hoạt từ các đô thị ở Việt Nam là 17.682 tấn/ngày trong năm 2007 và 26.224 tấn/ngày trong năm 2010. Năm 2016, cả nước thu gom được trên 33.167 tấn CTR có nghĩa là mức tăng trung bình hàng năm là 12% [1]. Thành phố Đà Nẵng là một thành phố

cảng nằm trên bờ Biển Đông và là thành phố lớn nhất ở miền Trung Việt Nam. Thành phố Đà Nẵng có dân số đông thứ năm tại Việt Nam với 1.134.310 người vào năm 2018 và diện tích 1.284,9 km² [2]. Đà Nẵng được chia thành 8 quận: 6 quận nội thành (Cẩm Lệ, Hải Châu, Thanh Khê, Liên Chiểu, Ngũ Hành Sơn và Sơn Trà) và 2 quận nông thôn.

Theo thống kê của Sở TN&MT TP. Đà Nẵng, mỗi ngày, thành phố phát sinh hơn 1.100 tấn rác thải [3]. Mặc dù, tỷ lệ thu gom CTR sinh hoạt vẫn tăng hàng năm, nhưng do lượng CTR phát sinh lớn, năng lực thu gom còn hạn chế, cùng với ý thức cộng đồng chưa cao nên tỷ lệ thu gom vẫn chưa đạt yêu cầu.

Thu gom đóng vai trò quan trọng trong hệ thống quản lý chất thải rắn vì chiếm đến 70% tổng kinh phí [3]. Là một trong những đô thị phát triển tại Việt Nam, thành phố Đà Nẵng đã và đang cố gắng nâng cao hiệu quả thu gom và vận chuyển rác thải bằng việc áp dụng các hệ thống thu gom rác thải khác nhau trong thành phố; ví dụ: thu gom từ hộ dân bằng xe ba gác hay thu gom thùng rác bằng xe tải. Chất thải rắn đô thị tại thành phố Đà Nẵng được sinh ra từ nhiều nguồn khác nhau bao gồm hộ gia đình, kinh doanh thương mại như khách sạn, nhà hàng, chợ, v.v... Chất thải rắn ở thành phố Đà Nẵng được quản lý bởi Công ty Môi trường Đô

thị Đà Nẵng (2). Đà Nẵng URENCO cho biết tỷ lệ phát sinh rác thải là khoảng 0,65 kg/người/ngày trong năm 2014. Về thành phần rác thải, chất hữu cơ chiếm 68,5%, sau đó là nhựa (11,4%), đất cát (6,8%), giấy (5,1%) và gỗ (2,8%) [4].

Thu gom rác thải là thành phần đóng vai trò quan trọng trong hệ thống quản lý rác thải. Đã có một số nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS/GIS quản lý hệ thống thu gom chất thải rắn tại Việt Nam [5]. Tuy nhiên chưa có nghiên cứu nào mô hình và tối ưu hóa các thông số vận hành dựa trên đặc điểm khu vực. Kế hoạch thu gom rác thải thường được xây dựng dựa trên kinh nghiệm mà không xem xét đến các yếu tố ảnh hưởng một cách chính thống [6].

Chính vì vậy, tác giả đã thực hiện nghiên cứu này với mục tiêu sau:

Tích lũy dữ liệu vận hành bằng ứng dụng GPS và GIS trên các hệ thống thu gom và vận chuyển CTR tại Đà Nẵng.

Nghiên cứu


Đánh giá hiệu quả hoạt động và các biện pháp làm tăng hiệu quả hệ thống thu gom vận chuyển CTR tại Đà Nẵng.

Phát triển các mô hình ước lượng các tham số hoạt động xem xét các yếu tố ảnh hưởng

Hiện tại có ba mô hình thu gom rác thải đang được áp dụng:

(1) Mô hình 1: Thu gom rác ngay tại nhà dân bằng xe ba gác.

Một công nhân thu gom đi đến từng hộ gia đình để thu rác thải trong các túi nilon đặt ra bên đường. Công nhân di chuyển bằng xe ba gác đạp, ba gác gắn máy hoặc ba gác điện với thùng rác 660L (DB), lấy rác vào thùng rồi mang đến điểm tập kết, hay trạm trung chuyển.

(a)

(b)

(c)

Hình 2: (a) Xe ba gác đạp thu gom rác, (b) Xe ba gác gắn máy thu gom rác, (c) Xe ba gác điện thu gom rác

(2) Mô hình 2: Thu gom tại cửa nhà dân bằng xe tải cuốn ép

Một cuốn ép đi qua các hộ gia đình để thu gom rác được đặt ra cửa trong các túi nilon. Người lái xe đi với tốc độ chậm và các nhân viên thu gom đi theo xe và nhặt túi rác vào xe. Sau khi thu gom rác, xe tải trực tiếp chở rác thải đến bãi chôn lấp. Mô hình này được áp dụng ở các khu vực ngoại thành.

Hình 3: Xe tải thu gom rác trực tiếp tại hộ dân

(3) Mô hình 3: Thu gom và vận chuyển thùng rác bằng xe nâng thùng

Xe tải thu gom rác từ các thùng rác đặt trên một số tuyến đường hoặc các điểm tập kết rác, sau đó vận chuyển rác thẳng đến bãi chôn lấp.

Hình 4: Xe tải thu gom thùng rác đặt trên các tuyến phố


2.1. Phương pháp thu gom số liệuBa quận Hải Châu, Cẩm Lệ và Thanh

Khê đã được chọn để thực hiện khảo sát từ ngày 16 tháng 6 đến ngày 17 tháng 7 năm 2015. Phương pháp chọn mẫu được lựa chọn dựa trên mật độ dân số ở các phường tại 3 quận.

Nghiên cứu


Bảng 1. Mô tả thời gian, địa điểm khảo sát

Phương tiện Quận Tải trọng (tấn)

Số công nhân Số chuyến Ngày khảo sát

Xe ba gác Cẩm Lệ 110 28/6/201511 16/7/2015

Thanh Khê 8 17/7/2015Xe cuốn ép Cẩm Lệ 3.5 3 3 27/6/2015

Xe nâng thùngHải Châu

7

3

1 02/7/20159 3 04/7/20159 2 07/7/20159 5 01/7/2015

Cẩm Lệ 5 5 16/6/2015Thanh Khê 4.5 5 15/7/2015

Bảng 2. Thông tin các quận khảo sátĐặc điểm Thanh Khê Cẩm Lệ Hải Châu

Diện tích (km2) 9.44 35.25 23.28Dân số (người) 187,766 108,805 205,380Mật độ (người/km2) 19,890 3,087 8,222Lượng rác (tấn/ngày) 149.3 68.3 189.3

Nguồn: Đà Nẵng URENCO, 2015

Thu thập dữ liệu được thực hiện theo phương pháp Time Motion Research [7] trên các mô hình thu gom và vận chuyển rác thải. Mục tiêu của phương pháp Time Motion Research là xác định thời điểm của mỗi hoạt động từ đó thu thập dữ liệu cơ sở. Để đạt được mục tiêu này, dữ liệu đã được tác giả thu thập tại hiện trường khi theo dõi các phương tiện thu thập bằng cách sử dụng các thiết bị hỗ trợ như máy ghi GPS và máy quay video. Đối với số lượng chất thải được thu gom, tác giả đã đếm số túi rác được thu gom bằng xe ba gác và số rác thu gom trên xe ba bánh.

(1) Bộ ghi GPS được gắn vào các phương tiện mục tiêu. Từ dữ liệu GPS, khoảng cách và vận tốc thu gom, vận chuyển rác thải được chuyển vào phần mềm GIS, ArcGIS 10.1.

(2) Quay video: Tác giả đã ghi lại hoạt động của các phương tiện và người thu gom bằng một máy quay video. Các phim được ghi lại được sử dụng để phân tích thời gian từng hoạt động từ khi bắt đầu đến khi kết thúc.

• Di chuyển tới khu vực thu gom (ví dụ: từ điểm đỗ xe/ điểm họp/ bãi chôn lấp đến điểm thu gom đầu tiên)

• Thu gom rác thải trong khu vực thu gom

• Di chuyển ngược về từ khu vực thu gom (từ điểm thu gom cuối cùng đến điểm tập kết/ bãi chôn lấp)

• Đổ rác khỏi xe• Thời gian khác(3) Cân lượng rác thảiTác giả đã đo lượng rác thải trong

mỗi chuyến. Trọng lượng rác thải được thu gom bằng xe ba gác đo tại các điểm tập kết hay trạm trung chuyển bằng cân kỹ thuật số 1 tấn. Trọng lượng rác thải thu gom bởi xe tải được đo tại cầu cân ở bãi chôn lấp. Tác giả cũng đã đếm tổng số túi rác theo mỗi chuyến thu gom bằng xe ba gác từ các video được ghi lại. Dựa trên dữ liệu về tổng số thu gom và tổng số túi rác trong mỗi chuyến đi khứ hồi, tác giả đã phát triển mô hình hồi quy cho

Nghiên cứu


tổng trọng lượng theo tổng số túi rác như các biến số.

2.2. Phương pháp phân tích số liệuQuãng đường, thời gian, vận tốc của

các xe thu gom trên mỗi con đường được

phân tích dựa vào dữ liệu GPS và hệ thống định vị toàn cầu GIS

Số liệu tổng hợp sau đó được phân tích tính tương quan, phân tích hồi quy bằng các công cụ Excel, SPSS

3. Kết quả

3.1. Hiệu quả thu gomBảng 3. Hiệu quả của hệ thống thu gom và vận chuyển rác hiện tại tính theo người-

giờ/tấn

Mô hình Số công nhân

Tổng lượng rác thu gom (tấn)

Tổng thời gian (giờ) Người-giờ/tấn

1a Xe ba gác đạp 1 6.15 18:33:27 3.011b Xe ba gác điện 1 1.81 07:01:07 3.871c Xe ba gác gắn máy 1 1.56 05:22:57 3.454 Xe tải cuốn ép 3 11.73 07:46:17 1.995 Xe tải nâng 3 142.8 42:30:43 0.89

Hiệu quả thu gom và vận chuyển theo người-giờ/tấn của mỗi mô hình được thể hiện trong Bảng 3. Kết quả cho thấy đối với đơn vị người-giờ/tấn, mô hình thu gom 1b là 3,87 người-giờ/tấn là mức tiêu thụ cao nhất, tiếp theo là mô hình 1c, 1a, 4 và 5. Vậy thời gian và nhân lực tiêu thụ của xe ba gác điện và ba gác gắn máy (thực hành 1b và 1c) tính theo người-giờ/tấn cao hơn so với xe ba gác đạp (mô hình 1) lần lượt là 1,3 và 1,1 lần. Mô hình 4 là thu gom trực tiếp tại nhà dân bằng xe tải cuốn ép có mức tiêu thụ khoảng 1,99 người-giờ/tấn. Thu gom thùng rác bằng xe nâng (mô hình 5) đã tiêu thụ 0,89 giờ mỗi người để thu gom một tấn rác thải thấp hơn xe cuốn ép khoảng 2,2 lần.

Trong nghiên cứu này, tác giả chỉ phân tích các hiệu quả thu gom của các mô hình thu gom trong hệ thống thu gọm chất thải rắn tại thành phố Đà Nẵng, chứ không vì mục tiêu so sánh, vì mỗi mô hình còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khu vực, hạ tầng, con người,... Từ hiệu quả thu gom, nhà quản lý có thể ước tính thời gian và nhân lực cần thiết cho khu vực

thu gom theo tổng lượng chất thải và hiệu quả thu gom người-giờ/tấn. Dựa vào các kết quả trên, nhà quản lý có thể ước tính sơ bộ thời gian và nhân lực cần thiết theo tổng lượng chất thải và hiệu quả thu gom người-giờ/tấn.

3.2. Ước tính lượng rác thải phát sinh

Rác thải được các hộ gia đình thải ra bằng túi rác để nhân viên thu gom. Tổng khối lượng rác thu gom ở 3 phường là 5.569 kg và tổng số túi rác được thải ra là 2.485 túi. Do đó, lượng rác thải trung bình trên mỗi túi chứa được ước tính là 2,24 kg/túi. Giả sử mỗi gia đình thải ra 1 túi rác/ngày, quy mô gia đình trung bình là 4,1 người/gia đình, vậy tính ra lượng chất thải trên đầu người là 0,55 kg/người.ngày đêm. Giá trị này thấp hơn so với tỷ lệ phát sinh rác được báo cáo bởi công ty URENCO Đà Nẵng (0,65 kg/người.ngày đêm). Vì các khu vực khảo sát là khu dân cư và có ít đơn vị kinh doanh hơn trung tâm thành phố, đó là lý do có thể cho sự khác biệt về tỷ lệ phát sinh rác thải.

Nghiên cứu


Đồng thời, kết quả trên cũng cho thấy sự cần thiết của phát triển loại túi nilon dễ phân hủy và bán cho người dân để thu gom rác, từ đó tăng sự đồng nhất trong công tác thu gom, bổ sung kinh phí thu gom. Bên cạnh đó cần tổ chức các trạm phân loại rác tập trung bán cơ giới, vừa tạo công ăn việc làm ổn định và đảm bảo an toàn sức khỏe cho người nhặt rác, vừa nâng cao hiệu quả kinh tế trong quản lý chất thải rắn.

3.3. Mô hình hóa thông số vận hànhMô hình vận tốc vận chuyển rácVận tốc vận chuyển rác là vận tốc

trong quá trình xe tải đi từ điểm tập kết đến khu vực thu gom và trở về bãi rác sau khi thu gom. Vận tốc vận chuyển đã được phân tích mối tương quan với các yếu tố như cấp đường, mật độ dân số hay khoảng cách di chuyển được trích từ dữ liệu GIS. Các kết quả được phân tích chỉ ra rằng không có mối tương quan giữa vận tốc vận chuyển rác và mật độ dân số (Person = -0.059, p = 0.468). Về loại đường, có 5 cấp đường từ 1 đến 5 tại thành phố Đà Nẵng. Kết quả cho thấy có sự khác biệt đáng kể giữa vận tốc vận chuyển và cấp đường (F = 13,634, p = 0,001), tuy nhiên, không có sự khác biệt đáng kể trong các nhóm bằng phân tích sâu Anova. Do đó, tác giả đã kết hợp các cấp 2, 3 thành một nhóm và cấp 1, 4, 5 thành một nhóm. Từ đó có sự khác biệt đáng kể về tốc độ vận chuyển trong 2 nhóm với F = 26,07, p = 0,001.

Bên cạnh đó, tương quan cũng được tìm thấy giữa vận tốc vận chuyển và khoảng cách vận chuyển rác. Và hệ số tương quan đạt cao hơn với logarit 10 của khoảng cách vận chuyển. Sau đó, tác giả đã áp dụng mô hình hồi quy với vận tốc vận chuyển là biến phụ thuộc và biến giả của loại đường 23 và logarit 10 của khoảng cách vận chuyển là các biến độc lập.

Bảng 4. Các hệ số của mô hình vận tốc vận chuyển rác

Hệ số pHằng số 8.438 0.090Nhóm đường 2,3 -7.337 0.001Logarit chiều dài đường 9.223 0.001

Mô hình cho thấy tốc độ vận chuyển đầu ra dự đoán liên quan đến cấp đường và khoảng cách vận chuyển. Nó chỉ ra rằng có một liên quan tương đối giữa hai biến được xác nhận bởi biểu đồ dự đoán vận tốc vận chuyển (R2 = 0,382).

Vận tốc xe khi di chuyển thu gom rácVận tốc di chuyển khi thu gom là vận

tốc của xe tải trong quá trình lấy rác giữa các điểm thu gom. Mô hình sử dụng số liệu thống kê từ mật độ dân số, loại đường và khoảng cách di chuyển. Khoảng cách di chuyển được trích xuất từ ứng dụng GIS. Khoảng cách di chuyển được phân chia theo từng con đường và đo chiều dài trong GIS. Có 5 cấp đường trong thành phố Đà Nẵng. Trong mô hình này, cấp đường là biến phân loại, tác giả đã kiểm tra xem có sự khác biệt giữa các cấp đường (F = 13.971, p = 0,001), tuy nhiên, không có sự khác biệt đáng kể trong các nhóm bằng phân tích posthoc. Do đó, tác giả đã kết hợp nhóm đường loại 2, 3 thành 1 nhóm và loại 4, 5 thành một nhóm và nhóm 1 là một nhóm. Từ đó, có sự khác biệt đáng kể về tốc độ vận chuyển trong 3 nhóm (F = 39.817, p = 0,001).

Ngoài ra, mối tương quan đã được tìm thấy giữa tốc độ di chuyển và khoảng cách giữa điểm thu gom (Person = 0,75 **, p = 0,001), và hệ số tương quan này sẽ cao hơn đối với logarit khoảng cách giữa các điểm thu gom (Person = 0,85 * *, p = 0,001). Bởi vì trong khảo sát này, không có bất kỳ con đường nào thuộc cấp 1, do đó mô hình hồi quy sau đó được áp dụng với biến phụ thuộc là vận tốc di chuyển

Nghiên cứu


khi thu gom và biến giả của cấp đường 2, 3 và logarit 10 khoảng cách di chuyển. Bảng 5. Các hệ số của mô hình vận tốc di

chuyển thu gom rácHệ số p

Hằng số -7.525 0.001Logarit quãng đường di chuyển thu gom 10.701 0.001

Nhóm đường loại 2,3 -1.234 0.001Mô hình đạt được cho thấy tốc độ di

chuyển giữa các điểm thu gom có liên quan đến cấp đường và khoảng cách thu gom. Đồng thời mô hình này cũng có tỉ lệ tương quan tốt (R2 = 0,806). Kết quả từ mô hình vận tốc di chuyển này cũng có thể được áp dụng để xây dựng kịch bản thu gom rác liên quan đến đặc điểm khu vực và thông tin địa lý trong thành phố sau này.

4. Kết luận Bằng cách phân tích 3 mô hình với

dữ liệu thời gian, khoảng cách và khối lượng rác thu gom, các kết quả về hiệu quả cũng như mô hình dự đoán các thông số vận hành đã được thực hiện trong nghiên cứu này.

Xe tải có hiệu suất vận hành nói chung cao hơn xe ba gác, tuy nhiên vì cấu trúc hạ tầng đô thị của thành phố nên hiện nay vẫn đang áp dụng thu gom rác thải tại hộ dân bằng xe ba gác.

Mô hình cho các thông số vận hành liên quan đến vận chuyển rác và vận tốc di chuyển giữa các điểm thu gom cũng được xây dựng dựa trên đến các yếu tố tác động và đặc điểm khu vực. Tuy nhiên, vẫn còn những vấn đề hiện tại của hệ thống thu gom rác tại thành phố Đà Nẵng. Toàn bộ lượng rác thải đều đến bãi rác trong khi khả năng chôn lấp còn hạn chế. Ngoài ra, một lượng lớn rác thải có thể tái chế không được thu hồi do hệ thống thu gom chung và điều này ảnh hưởng đến khả năng chôn lấp và cho thấy sự không hiệu quả trong thu hồi vật

liệu. Bên cạnh đó, việc thu gom chất thải cũng như các yếu tố ảnh hưởng chưa được xem xét mạnh mẽ trong việc thiết kế hệ thống. Do đó, việc thu gom phân loại chất thải cần được xem xét ở các nước đang phát triển để giải quyết các vấn đề này, tuy nhiên để giảm chi phí, các yếu tố tác động theo đặc điểm của hệ thống và khu vực cũng cần được tiếp cận và nghiên cứu.

TÀI LIỆU THAM KHẢO[1]. http://tapchimoitruong.vn/pages/

ar t ic le .aspx?i tem=Hi%E1%BB%87n-tr%E1%BA%A1ng-ph%C3%A1t-sinh,-thu-gom-v%C3%A0-x%E1%BB%AD-l % C 3 % B D - c h % E 1 % B A % A 5 t -t h % E 1 % B A % A 3 i - r % E 1 % B A % A F n -% E 1 % B B % 9 F - V i % E 1 % B B % -87t-Nam-49458

[2].https:/ /vi .wikipedia.org/wiki/ %C4%90%C3%A0_N%E1%BA%B5ng

[3]. http://www.monre.gov.vn/Pages/da-nang-giai-bai-toan-%E2%80%9Cap-luc-nguon-thai%E2%80%9D.aspx.

[4]. Hoornweg, D., & Bhada-Tata, P. (2012). What a waste: a global review of solid waste management.

[5]. URENCO Đà Nẵng (2015). Báo cáo rác thải.

[6]. Thanh, N et al. (2009). GIS application for estimating the current status and improvement on municipal solid waste collection and transport system: Case study at Can Tho city, Vietnam. Asian Journal on Energy and Environment, 10(02), 108 - 121.

[7]. Talebbeydokhti, N., Amiri, H., Shahraki, M. H., Azadia, S., & Ghahfarokhi, S. G. (2013). Optimization of Solid Waste Collection and Transportation System by Use of the TransCAD: A Case Study. Archives of Hygiene Sciences Volume, 2(4).

[8]. Time motion study. https://en.wikipedia.org/wiki/Time_and_motion_study


http://tapchimoitruong.vn/pages/article.aspx?item=Hi%E1%BB%87n-tr%E1%BA%A1ng-ph%C3%A1t-sinh,-thu-gom-v%C3%A0-x%E1%BB%AD-l%C3%BD-ch%E1%BA%A5t-th%E1%BA%A3i-r%E1%BA%AFn-%E1%BB%9F-Vi%E1%BB%87t-Nam-49458








https://vi.wikipedia.org/wiki/%C4%90%C3%A0_N%E1%BA%B5ng

https://vi.wikipedia.org/wiki/%C4%90%C3%A0_N%E1%BA%B5ng

http://www.monre.gov.vn/Pages/da-nang-giai-bai-toan-%E2%80%9Cap-luc-nguon-thai%E2%80%9D.aspx



https://en.wikipedia.org/wiki/Time_and_motion_study



Nghiên cứu


THỰC TRẠNG CÔNG TÁC QUẢN LÝ VÀ SỬ DỤNG ĐẤT CỦA MỘT SỐ TỔ CHỨC KINH TẾ ĐƯỢC NHÀ NƯỚC GIAO ĐẤT, CHO THUÊ ĐẤT TẠI HUYỆN HOÀI ĐỨC, TP. HÀ NỘI

Trần Thị HòaTrường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội

Tóm tắtHoài Đức là một huyện ven đô của thành phố Hà Nội. Trong những năm gần đây,

huyện Hoài Đức có tốc độ phát triển đô thị hóa vô cùng mạnh mẽ. Nhu cầu sử dụng đất của các tổ chức kinh tế ngày một cao. Nghiên cứu đã sử dụng 03 phương pháp nghiên cứu, kết quả đã xác định được trên địa bàn huyện Hoài Đức có 876 tổ chức kinh tế đăng ký hoạt động, chia làm 4 nhóm: Tổ chức kinh tế có 100% vốn Nhà nước; tổ chức kinh tế có vốn đầu tư Nhà nước; Tổ chức kinh tế có vốn đầu tư nước ngoài; tổ chức kinh tế có vốn tư nhân, cổ phần với diện tích đang sử dụng là 1.327,33 ha, chiếm 15,63% tổng diện tích đất toàn huyện. Trong 876 tổ chức được tổng hợp có 42/876 tổ chức chiếm 4,79% tổng số tổ chức với diện tích vi phạm là 108,04 ha. Nhằm đánh giá chi tiết các vấn đề về quản lý và sử dụng nghiên cứu đã điều tra 50/876 tổ chức kinh tế. Từ những phân tích, đánh giá nghiên cứu đã đưa ra 03 nhóm giải pháp nhằm tăng cường công tác quản lý và sử dụng đất cho các tổ chức kinh tế được Nhà nước giao đất, cho thuê đất đạt hiệu quả cao nhất.

Từ khóa: Giao đất; Cho thuê đất; Tổ chức kinh tế; Hoài Đức.Abstract

Current situation of allocated and leased state land use and management of some economic organizations in Hoai Duc district, Hanoi city

Hoai Duc is a suburban district of Hanoi city. In recent years, Hoai Duc district has had a very rapid rate of urbanization. The demand for land use of economic organizations is increasing. This study used 03 research methods and the results showed that in Hoai Duc district, there are 876 registered economic organizations divided into 4 groups: Economic organizations with 100% State capital; State-invested economic organizations; Foreign-invested economic organizations; private economic organizations. They share an area of 1.327,33 hectares, accounting for 15,63% of the total land area of the district. In 876 organizations, there are 42/876 organizations (4,79% of total organizations) having 108,04 ha of violative land. In order to further assess the issues of land use and management, 50/876 economic organizations were investigated. From research analysis and evaluation, three groups of solutions were proposed to enhance the management and use of land for economic organizations that are allocated or leased land by the State.

Keywords: Land allocation; Land lease; Economic organization; Hoai Duc.

1. Đặt vấn đềĐối với bất cứ quốc gia nào, đất đai

luôn là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá. Sử dụng có ý nghĩa quan trọng tới sự thành bại về kinh tế và ổn định chính trị, phát triển xã hội. Vì vậy, việc quản lý sử dụng nguồn tài nguyên này một cách khoa học, tiết kiệm và đạt hiệu quả cao là vô

cùng quan trọng và có ý nghĩa to lớn.Ở nước ta, quỹ đất của các tổ chức

được Nhà nước giao đất, cho thuê đất là rất lớn. Theo kết quả tổng kiểm kê đất đai toàn quốc năm 2014 diện tích này là hơn 13.000.000 ha, chiếm hơn 32% diện tích đất tự nhiên của cả nước [1]. Quỹ đất của các tổ chức nói chung và tổ chức

Nghiên cứu


kinh tế nói riêng được Nhà nước giao đất, cho thuê đất là rất lớn nhưng việc quản lý và sử dụng nhìn chung còn chưa chặt chẽ, hiệu quả thấp, còn xảy ra nhiều vấn đề như: Sử dụng đất không đúng diện tích, không đúng mục đích, bị lấn chiếm, chuyển nhượng, cho thuê trái phép,... Trong việc quản lý đất đai của các tổ chức được Nhà nước giao đất, cho thuê đất, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Chỉ thị số 31/2007/CT-TTg ngày 14/12/2007 về việc kiểm kê quỹ đất đang quản lý, sử dụng của các tổ chức được Nhà nước giao đất, cho thuê đất đến ngày 01/4/2008. Đây là việc làm có ý nghĩa thiết thực trong việc tăng cường vai trò quản lý Nhà nước đối với nguồn tài nguyên đặc biệt quan trọng về đất đai nói chung [2].

Hoài Đức là một huyện ven đô của thành phố Hà Nội. Trong những năm gần đây, huyện Hoài Đức có tốc độ phát triển đô thị hóa vô cùng mạnh mẽ. Các khu đô thị mới, trung tâm thương mại dịch vụ được quy hoạch và đang được xây dựng đồng bộ trên địa bàn huyện dẫn đến hoạt động thực hiện quyền sử dụng đất của các đối tượng sử dụng đất cũng có xu hướng gia tăng. Vì vậy, để giải quyết vấn đề sử dụng đất tiết kiệm, hợp lý và thúc đẩy kinh tế phát triển, cần phải đánh giá được hiệu quả sử dụng đất phi nông nghiệp nói chung và đất các tổ chức kinh tế nói riêng trên địa bàn huyện. Đảm bảo sử dụng đất bền vững có hiệu quả trên một đơn vị đất đai. Tạo điều kiện cho các tổ chức sử dụng đất dưới hình thức giao đất, thuê đất được chuyển quyền sử dụng đất trong địa bàn huyện Hoài Đức, thực hiện các quyền và nghĩa vụ đúng theo quy định của luật.

2. Phương pháp nghiên cứu- Phương pháp điều tra, khảo sát:

Tiến hành thu thập các tài liệu, số liệu, thông tin về các tổ chức kinh tế được Nhà nước giao đất, cho thuê đất tại Văn phòng Ủy ban nhân dân huyện; phòng Tài nguyên và Môi trường; phòng Kinh tế hạ tầng; Chi cục thuế; Chi cục Thống kê;

Văn phòng đăng ký đất đai Hà Nội - chi nhánh huyện Hoài Đức.

- Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp: Tiến hành điều tra 50 tổ chức kinh tế (TCKT) để đánh giá tình hình sử dụng đất; thu thập các thông tin về diện tích, kết quả cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất của các tổ chức kinh tế.

- Phương pháp phân tích, tổng hợp: Tiến hành tổng hợp và xử lý số liệu, tài liệu thu thập được bằng phấn mềm Excel, từ đó đưa ra các phân tích làm cơ sở cho việc đánh giá kết quả của dự án.

3. Kết quả nghiên cứu 3.1. Kết quả quản lý và sử dụng đất

của các tổ chức kinh tế tại huyện Hoài Đức, thành phố Hà Nội

3.1.1. Tình hình quản lý sử dụng đất của các tổ chức kinh tế

Tính đến hết tháng 12/2018, toàn huyện có 876 TCKT đăng ký hoạt động, chia làm 4 nhóm: TCKT có 100% vốn Nhà nước; TCKT có vốn đầu tư Nhà nước; TCKT có vốn đầu tư nước ngoài; TCKT có vốn tư nhân, cổ phần.

Từ số liệu thống kê các TCKT trên địa bàn huyện Hoài Đức nêu ở trên, có thể thấy xu hướng phát triển của huyện đã theo đúng xu hướng chung của xã hội với việc giảm dần các TCKT có vốn đầu tư Nhà nước: 66 TCKT có 100% vốn Nhà nước, 96 TCKT có vốn đầu tư Nhà nước và tăng mạnh các TCKT có vốn tư nhân, cổ phần: 708 tổ chức, toàn huyện có 06 TCKT có vốn đầu tư nước ngoài. Số lượng tổ chức kinh tế cụ thể như Bảng 1.

Diện tích các tổ chức sử dụng đất trên địa bàn huyện được Nhà nước giao đất, cho thuê đất là 1.327,33 ha với 876 tổ chức. Trong tổng số 1.327,33 ha đất do các TCKT sử dụng, chủ yếu là diện tích đất của TCKT có vốn tư nhân, cổ phần: 1.119,38 ha, chiếm 84,33%.

Nghiên cứu


Bảng 1. Số lượng các tổ chức kinh tế chia theo thành phần kinh tế trên địa bàn huyện Hoài Đức [4]

STT Chia theo thành phần kinh tế Tổng sốtổ chức

Được Nhà nước giao đất

Được Nhà nước cho thuê đất

1 TCKT có 100% vốn đầu tư Nhà nước 66 66 02 TCKT có vốn đầu tư Nhà nước 96 48 483 TCKT có vốn đầu tư nước ngoài 6 0 64 TCKT có vốn tư nhân, cổ phần 708 114 594

- Công ty TNHH tư nhân 330 0 330- Công ty cổ phần 198 18 180- Doanh nghiệp tư nhân 48 0 48- HTX 132 96 36

Tổng số 876 228 648Bảng 2. Hiện trạng sử dụng đất của các tổ chức kinh tế huyện Hoài Đức [3]

STT Loại hình tổ chức kinh tế Tổng số tổ chức Tổng diện tích (ha) Tỷ lệ (%)1 TCKT có 100% vốn đầu tư Nhà nước 66 139,43 10,502 TCKT có vốn đầu tư Nhà nước 96 65,20 4,913 TCKT có vốn đầu tư nước ngoài 6 3,32 0,254 TCKT có vốn tư nhân, cổ phần 708 1.119,38 84,33

Tổng số 876 1327,33 100

Kết quả điều tra cho thấy trên địa bàn huyện Hoài Đức số TCKT có vốn tư nhân, cổ phần có số lượng lớn nhất (708 tổ chức, chiếm 80,82% tổng số TCKT) và là tổ chức sử dụng diện tích chiếm tỷ lệ cao nhất: 1.119,38 ha, chiếm 84,33% tổng diện tích quỹ đất TCKT sử dụng. Các TCKT có vốn đầu tư nước ngoài có số lượng ít nhất (6 tổ chức, chiếm 0,68%

tổng số tổ chức) và sử dụng lượng diện tích là: 3,32 ha, chiếm 0,25% tổng diện tích quỹ đất các TCKT sử dụng. Tỷ lệ diện tích đất được giao, cho thuê của từng loại hình TCKT.

- Kết quả giao đất cho các tổ chức trên địa bàn huyện xét trên hai hình thức giao đất có thu tiền và giao đất không thu tiền được tổng hợp và được tổng hợp như sau:

Bảng 3. Kết quả giao đất của các tổ chức kinh tế trên địa bàn huyện Hoài Đức [5]

STT Loại hình tổ chức kinh tế Diện tích (ha)

Giao đất không thu tiền (ha)

Giao đất có thu tiền (ha)

1 TCKT có 100% vốn Nhà nước 0,59 0,13 0,462 TCKT có vốn đầu tư Nhà nước 6,89 3,84 3,053 TCKT có đầu tư nước ngoài 0 0 04 TCKT có vốn tư nhân, cổ phần 264,75 80,79 183,96

Tổng 272,23 84,76 187,47- Kết quả thuê đất: Theo kết quả điều tra cho thấy diện tích đất do các loại hình

TCKT thuê sử dụng trên phạm vi toàn huyện là 911,64 ha, chiếm 68,68% tổng diện tích đất của các TCKT.

Bảng 4. Kết quả thuê đất của các tổ chức kinh tế trên địa bàn huyện Hoài Đức [4]

TT Loại hình tổ chức Tổng diện tích thuê đất (ha)

Thuê đất trả tiền một lần (ha)

Thuê đất trả tiền hàng năm (ha)

1 TCKT có 100% vốn Nhà nước 0 0 02 TCKT có vốn đầu tư Nhà nước 53,69 0 53,693 TCKT có đầu tư nước ngoài 3,32 0 3,324 TCKT có vốn tư nhân, cổ phần 854,63 54,93 799,70

Tổng 911,64 54,93 856,71

Nghiên cứu


- Kết quả công nhận quyền sử dụng đất (QSDĐ): Tình hình công nhận quyền sử dụng đất của các TCKT sử dụng đất trên địa bàn huyện Hoài Đức thể hiện theo Bảng 5.

Bảng 5. Tình hình công nhận quyền sử dụng đất của các tổ chức kinh tế [5]

TT Loại hình tổ chức Diện tích (ha)

Công nhận QSDĐ không thu tiền (ha)

Công nhận QSDĐ có thu tiền (ha)

1 TCKT có 100% vốn Nhà nước 138,84 137,67 1,172 TCKT có vốn đầu tư Nhà nước 4,62 4,62 03 TCKT có đầu tư nước ngoài 0 0 04 TCKT có vốn tư nhân, cổ phần 0 0 0

Tổng 143,46 142,29 1,17

Kết quả cho thấy, tổng diện tích đất các loại hình TCKT sử dụng đất được công nhận QSDĐ là 143,46 ha, trong đó:

+ Công nhận QSDĐ không thu tiền là 142,29 ha, chiếm 99,18% (TCKT có 100% vốn Nhà nước: 137,67 ha; TCKT có vốn đầu tư Nhà nước: 4,62 ha).

+ Công nhận QSDĐ có thu tiền là 1,17 ha, chiếm 0,82%, toàn bộ là diện tích của TCKT có 100% vốn Nhà nước sử dụng.

3.1.2. Tình hình sử dụng đất của các tổ chức kinh tế

- Kết quả sử dụng đất đúng mục đích được giao, được thuê của các loại hình TCKT.

Toàn huyện có 876 tổ chức kinh tế với 834 tổ chức sử dụng đúng mục đích được giao, được thuê với diện tích 1219,30 ha, chiếm 91,86% tổng diện tích đất được giao, được thuê của các tổ chức.

Bảng 6. Kết quả sử dụng đất đúng mục đích được giao, cho thuê của các tổ chức kinh tế [4]

TT Loại hình tổ chức kinh tếTổng số tổ chức

Tổng số tổ chức sử dụng

đúng mục đích

Tổng diện tích đang quản lý, sử dụng (ha)

Diện tích sử dụng đúng

mục đích (ha)

Tỷ lệ (%)

1 TCKT có 100% vốn Nhà nước 66 60 139,43 136,44 97,862 TCKT có vốn đầu tư Nhà nước 96 84 65,20 62,66 96,103 TCKT có đầu tư nước ngoài 6 6 3,32 3,32 1004 TCKT có vốn tư nhân, cổ phần 708 684 1.119,38 1.016,88 90,84

Tổng số 876 834 1.327,33 1.219,30 91,86

Từ Bảng 6 cho thấy:+ TCKT có 100% vốn Nhà nước có

66 tổ chức với 60 tổ chức tổ chức sử dụng đúng mục đích có diện tích là 136,44 ha, đạt 97,86 % tổng diện tích đất được giao, được thuê;

+ TCKT có vốn đầu tư Nhà nước có 96 tổ chức với 84 tổ chức sử dụng đất đúng mục đích có diện tích là 62,66 ha, chiếm 96,10% tổng diện tích đất được giao, được thuê;

+ TCKT có vốn đầu tư nước ngoài có 6 tổ chức đều thực hiện đúng mục đích

với diện tích sử dụng đúng mục đích 3,32 ha, đạt 100% tổng diện tích đất được giao, được thuê;

+ TCKT có vốn tư nhân, cổ phần có 708 tổ chức với 684 tổ chức thực hiện đúng mục đích với diện tích sử dụng đúng mục đích 1.016,88 ha, đạt 90,84% tổng diện tích đất được giao, được thuê.

- Kết quả sử dụng đất không đúng mục đích được giao, được thuê của các loại hình tổ chức kinh tế:

Huyện Hoài Đức là huyện đang phát triển với tốc độ phát triển cao, cùng

Nghiên cứu


với sự hình thành của các cụm công nghiệp lớn và nhỏ, các khu đô thị và các làng nghề truyền thống đã có từ lâu đời. Các hình thức sử dụng đất không đúng mục đích của các TCKT chủ yếu là cho

các tổ chức, cá nhân thuê lại một phần diện tích đất được giao, cho thuê. Một số khác thì do chính tổ chức sử dụng đất được giao, cho thuê đất không đúng mục đích.

Bảng 7. Kết quả sử dụng đất không đúng mục đích được giao, được thuê của các tổ chức kinh tế [4]

TT Loại hình tổ chức kinh tếTổng số tổ chức

Tổng số tổ chức sử dụng không đúng

mục đích

Tổng diện tích đang

quản lý, sử dụng (ha)

Diện tích sử dụng không đúng mục đích (ha)

Tỷ lệ (%)

1 TCKT có 100% vốn Nhà nước 66,00 6,00 139,43 3,00 2,152 TCKT có vốn đầu tư Nhà nước 96,00 12,00 65,20 2,53 3,883 TCKT có đầu tư nước ngoài 6,00 - 3,32 - -4 TCKT có vốn tư nhân, cổ phần 708,00 24,00 1.119,38 102,51 9,16

Tổng số 876,00 42,00 1327,33 108,04 8,14Qua Bảng 7 cho thấy các TCKT

được giao đất, cho thuê đất sử dụng đất không đúng mục đích được Nhà nước giao đất, cho thuê đất với diện tích 108,04 ha chiếm 8,14% tổng diện tích đất được Nhà nước giao đất, cho thuê đất của các TCKT.

Với các loại hình TCKT được Nhà nước giao đất, cho thuê đất thì TCKT có vốn tư nhân, cổ phần là nhóm tổ chức sử dụng sai mục đích lớn nhất (102,51 ha), chiếm 94,88% diện tích sử dụng sai mục đích của tất cả các tổ chức. Tiếp đến là TCKT có 100% vốn Nhà nước (3,00 ha), chiếm 2,78% diện tích sử dụng sai mục đích; Các TCKT có vốn đầu tư Nhà nước (2,53 ha), chiếm 2,34% diện tích sử dụng sai mục đích.

3.2. Kết quả điều tra tình hình quản lý, sử dụng đất của các tổ chức kinh tế điều tra trên địa bàn huyện Hoài Đức

3.2.1. Hiện trạng sử dụng đất của các tổ chức kinh tế điều tra

Theo kết quả điều tra, diện tích đất của 50 TCKT đang quản lý và sử dụng là 143,14 ha chiếm 10,78% tổng diện tích đất của các TCKT trên địa bàn huyện Hoài Đức.

Từ Bảng 8 cho thấy, trong 50 TCKT điều tra như sau:

- Hình thức Nhà nước giao đất: Điều tra 15 tổ chức chiếm 1,71% tổng số tổ chức trên địa bàn huyện, sử dụng 62,48 ha chiếm 4,71% tổng diện tích thuộc 03 loại hình TCKT.

Bảng 8. Hiện trạng sử dụng đất của các tổ chức kinh tế tổng hợp từ số liệu điều tra

TT Hình thức sử dụng đấtSố tổ chức

điều tra

Tỷ lệ so với tổng số tổ chức (%)

Tổng diện tích đang quản lý, sử

dụng (ha)

Tỷ lệ so với tổng diện tích (%)

1 Nhà nước giao đất 15 1,71 62,48 4,71- TCKT có 100% vốn Nhà nước 7 0,80 21,28 1,60- TCKT có vốn đầu tư Nhà nước 5 0,57 0,73 0,05- TCKT có vốn tư nhân, cổ phần 3 0,34 40,47 3,052 Nhà nước cho thuê đất 35 4,00 80,66 6,08- TCKT có 100% vốn Nhà nước 1 0,11 0,16 0,01- TCKT có vốn đầu tư Nhà nước 5 0,57 5,45 0,41- TCKT có vốn đầu tư nước ngoài 1 0,11 0,51 0,04- TCKT có vốn tư nhân, cổ phần 28 3,20 74,54 5,62

Tổng số 50 5,71 143,14 10,78Nguồn: Kết quả điều tra, 2018

Nghiên cứu


- Hình thức Nhà nước cho thuê đất: điều tra 35 tổ chức chiếm 4,00% tổng số tổ chức trên địa bàn huyện, sử dụng 80,66 ha chiếm 6,08% tổng diện tích thuộc 04 loại hình TCKT.

3.2.2. Kết quả sử dụng đất đúng mục đích được giao, được thuê của các tổ chức kinh tế điều tra

Đối với hình thức Nhà nước giao đất có 15 tổ chức được điều tra như sau:

- TCKT có 100% vốn Nhà nước có 06/07 tổ chức (chiếm 85,71%) sử dụng

đất đúng mục đích có diện tích là 18,28 ha, chiếm 85,90% tổng diện tích đất được giao;

- TCKT có vốn đầu tư Nhà nước có 03/05 tổ chức (chiếm 60%) sử dụng đất đúng mục đích có diện tích là 0,70 ha, chiếm 94,59% tổng diện tích đất được giao;

- TCKT có vốn tư nhân, cổ phần có 03/03 tổ chức (chiếm 100%) sử dụng đất đúng mục đích có diện tích là 40,27 ha, chiếm 100% tổng diện tích đất được giao.

Bảng 9. Tình hình sử dụng đất đúng mục đích của các tổ chức kinh tế được điều tra

TT Hình thức sử dụng đất

Số tổ chức điều tra

Số tổ chức sử dụng

đúng mục đích



Tổng diện tích được giao, thuê

(ha)

Diện tích sử dụng

đúng mục đích (ha)

Tỷ lệ (%)

1 Nhà nước giao đất 15 12 62,49 62,29 59,25 95,12- TCKT có 100% vốn Nhà nước 7 6 21,28 21,28 18,28 85,90- TCKT có vốn đầu tư Nhà nước 5 3 0,74 0,74 0,70 94,59- TCKT có vốn tư nhân, cổ phần 3 3 40,47 40,27 40,27 1002 Nhà nước cho thuê đất 35 35 80,66 80,57 80,57 100- TCKT có 100% vốn Nhà nước 1 1 0,16 0,16 0,16 100- TCKT có vốn đầu tư Nhà nước 5 5 5,45 5,45 5,45 100- TCKT có vốn đầu tư nước ngoài 1 1 0,51 0,51 0,51 100- TCKT có vốn tư nhân, cổ phần 28 28 74,54 74,45 74,45 100

Tổng số 50 47 143,15 142,86 139,82 97,87Nguồn: Kết quả điều tra, 2018

Qua Bảng 9 cho thấy trong số 50 TCKT điều tra có 47 tổ chức (chiếm 94,00% số tổ chức) sử dụng đất đúng mục đích với diện tích sử dụng đúng mục đích là 139,82 ha chiếm 97,87% tổng diện tích đất được giao, được thuê của các TCKT điều tra.

Đối với hình thức Nhà nước cho thuê đất có 35/35 tổ chức (bao gồm: 01 TCKT có 100% vốn Nhà nước; 05 TCKT có vốn đầu tư Nhà nước; 01 TCKT có vốn đầu tư nước ngoài; 28 TCKT có vốn tư nhân, cổ phần) sử dụng đất đúng mục đích, có diện tích 80,57 ha, chiếm 100% tổng diện tích được thuê.

3.2.3. Kết quả sử dụng đất không đúng mục đích được giao của các tổ chức kinh tế điều tra

Trong 50 tổ chức điều tra có 03 tổ chức sử dụng đất không đúng mục đích được giao, được thuê với diện tích 21,42 ha, chiếm 3,32% tổng diện tích đất được giao, được thuê của các TCKT điều tra. Cụ thể như Bảng 10

Trong phạm vi điều tra phát hiện có 14,19% diện tích đất được giao, cho thuê của các TCKT sử dụng không đúng mục đích. Điều này thể hiện công tác quản lý của các cơ quan có trách nhiệm chưa được tốt. Ngoài ra do trong giai đoạn khó khăn của kinh tế trong nước những năm trước đây đã ảnh hưởng tới các doanh nghiệp vừa và nhỏ, do vậy nhiều diện tích đất sử dụng sai mục đích so với mục đích ban đầu được giao, cho thuê.

Nghiên cứu


Bảng 10. Tình hình sử dụng đất không đúng mục đích của các tổ chức kinh tế được điều tra

STT Tên tổ chức điều tra



Diện tích sử dụng không

đúng mục đích (ha)

Tỷ lệ (%)

Nhà nước giao đất 1 Xí nghiệp thú y Trung ương 21,00 3,00 14,292 Công ty dịch vụ ăn uống Hoài Đức 0,13 0,01 7,693 Hiệu thuốc Hoài Đức 0,29 0,03 10,34

Tổng số 21,42 3,04 14,19Nguồn: Kết quả điều tra, 2018

3.3. Một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả quản lý sử dụng đất của các tổ chức kinh tế trên địa bàn huyện Hoài Đức

3.3.1. Giải pháp về chính sách pháp luật+ Tăng cường công tác thanh tra,

kiểm tra việc sử dụng đất của các TCKT được giao, cho thuê trên địa bàn tránh sử dụng lãng phí và đặc biệt có tác động xấu đến môi trường xung quanh. UBND thành phố Hà Nội và các sở ban ngành, đặc biệt là Sở Tài nguyên và Môi trường thành phố trong thời tới cần tăng cường công tác thanh tra, kiểm tra việc sử dụng đất của các tổ chức, xử lý nghiêm những trường hợp vi phạm pháp luật đất đai, đồng thời tháo gỡ kịp thời các vướng mắc của các tổ chức trong việc sử dụng đất.

+ Xây dựng khung giá đất thực sự sát với giá thị trường, khi xây dựng khung giá đất cần lấy ý kiến cụ thể của người dân và hướng đến sát giá thị trường. Đây là công việc vô cùng khó khăn bởi xác định giá thị trường đòi hỏi công tác điều tra khảo sát cũng như phân tích thị trường đất đai một cách chính xác và khách quan song như vậy mới đáp ứng được một thị trường đất đai trong sạch và bền vững.

+ Có chế tài mạnh hơn, thực hiện xử lý kiên quyết đối với các đơn vị vi phạm luật đất đai, môi trường, kiên quyết thu hồi các diện tích sử dụng không hiệu quả, tránh tình trạng các TCKT nhờn luật hoặc cố tình sai phạm vì thà vi phạm để trục lợi rồi nộp phạt hơn làm đúng luật.

3.3.2. Giải pháp về kinh tế+ Xem xét kỹ về điều kiện và năng

lực thực hiện của chủ đầu tư, chỉ chấp nhận những chủ đầu tư có năng lực thật sự để thực hiện dự án đầu tư và thực hiện ký quỹ đầu tư.

+ Phát huy tốt vai trò của tổ chức phát triển quỹ đất trong việc thu hồi, giải phóng mặt bằng, nhằm tạo điều kiện cho các nhà đầu tư sớm nhận được mặt bằng để thực hiện dự án.

+ Việc tư vấn, giới thiệu, bố trí cho các đơn vị có nhu cầu sử dụng đất phải dựa trên cơ sở ưu tiên phát triển vào các cụm công nghiệp tập trung để dễ quản lý cũng như các vấn đề khác trong quá trình sử dụng đất.

+ Xây dựng tiêu chí sử dụng đất hiệu quả thông qua tỷ lệ nộp ngân sách Nhà nước/m2 đất được giao. Tiêu chí này làm cơ sở cho việc tiếp tục cho thuê, cho mở rộng quy mô sử dụng của các TCKT, cũng như việc xem xét thu hồi toàn bộ hay một phần diện tích đã giao cho các tổ chức.

3.3.3. Giải pháp về khoa học kỹ công nghệ

+ Xây dựng hệ thống thông tin đất đai đầy đủ và minh bạch, nhằm cung cấp các thông tin đầy đủ và chính xác cho các nhà đầu tư. Đặc biệt là khu vực có quy hoạch, các khu vực đã được giải phóng mặt bằng chờ đầu tư,... thiết lập được hệ thống hồ sơ địa chính hoàn chỉnh tạo cơ

Nghiên cứu


sở dữ liệu phục vụ cho công tác quản lý, điều tra, cập nhật thông tin của thửa đất được nhanh chóng chính xác. Tạo điều kiện trong trao đổi thông tin giữa các cơ quan quản lý, giữa cơ quan quản lý với người dân. Giúp cho công tác quản lý Nhà nước về đất đai được chính xác hiệu quả hơn.

+ Đầu tư đủ trang thiết bị cần thiết phục vụ công tác quản lý đất đai; tổ chức thực hiện về việc lập và hoàn thiện hệ thống hồ sơ địa chính, xây dựng cơ sở dữ liệu về đất tổ chức trên địa bàn huyện để phục vụ tốt cho công tác quản lý Nhà nước về đất đai cả trước mắt và lâu dài.

4. Kết luậnKết quả nghiên cứu cho thấy năm

2018 trên địa bàn huyện Hoài Đức có 876 tổ chức kinh tế đăng ký hoạt động, chia làm 4 nhóm: Tổ chức kinh tế có 100% vốn Nhà nước; Tổ chức kinh tế có vốn đầu tư Nhà nước; Tổ chức kinh tế có vốn đầu tư nước ngoài; Tổ chức kinh tế có vốn tư nhân, cổ phần. Tổng diện tích của các TCKT đang sử dụng trên địa bàn huyện 1327,33 ha, chiếm 15,63% tổng diện tích đất toàn huyện. Diện tích đang sử dụng của các tổ chức hiện nay chủ yếu là diện tích đất được Nhà nước giao đất có thu tiền sử dụng đất theo hình thức thuê đất trả tiền hàng năm. Các tổ chức sử dụng đất đúng mục đích được giao, tỷ lệ các tổ chức sử dụng đất không đúng mục đích, cho mượn đất trái phép không nhiều. (Sử dụng không đúng mục đích được giao, cho thuê là 42/876 tổ chức chiếm 4,79% tổng số tổ chức với diện tích vi phạm là 108,04 ha). Trong 876 TCKT sử dụng đất có 484 tổ chức được cấp GCNQSDĐ, đạt 55,25% số tổ chức cần cấp giấy, diện tích đã cấp là 731,28 ha, đạt 55,09% diện tích sử dụng của các TCKT.

Kết quả điều tra 50/876 tổ chức trên

địa bàn huyện với diện tích đất của 50 TCKT đang quản lý và sử dụng là 143,14 ha chiếm 10,78% tổng diện tích đất của các TCKT. Trong đó, có 47/50 TCKT sử dụng đúng mục đích, 03 TCKT sử dụng không đúng mục đích.

Để nâng cao hiệu quả quản lý và sử dụng đất cho các TCKT nghiên cứu đã đề xuất một số giải pháp như: Ban hành chính sách pháp luật phù hợp với thực tiễn và có những quy định cụ thể để hướng dẫn các TCKT thực hiện; Đầu tư kinh phí để thực hiện quy hoạch chi tiết, và thẩm định khả năng tài chính của các nhà đầu tư; Đầu tư xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính hoàn thiện để đảm bảo việc cung cấp thông tin kịp thời, chính xác nhằm nâng cao hiệu quả công tác quản lý Nhà nước về đất đai; Tăng cường công tác thanh tra, kiểm tra; công tác tuyên truyền phổ biến chính sách pháp luật.

TÀI LIỆU THAM KHẢO[1]. Bộ Tài nguyên và Môi trường

(2009). Kết quả kiểm kê quỹ đất đai năm 2014.

[2]. Chính phủ (2007). Chỉ thị số 31/2007/CT-TTg về kiểm kê quỹ đất đang quản lý sử dụng của tổ chức được Nhà nước giao đất, cho thuê đất.

[3]. UBND huyện Hoài Đức (2018). Báo cáo kết quả thực hiện năm 2018 và nhiệm vụ công tác quản lý và sử dụng đất của các tổ chức kinh tế tại huyện Hoài Đức.

[4]. UBND huyện Hoài Đức (2018). Kết quả kiểm kê quỹ đất năm 2008 của các tổ chức đang quản lý, sử dụng được Nhà nước giao đất, cho thuê đất theo Chỉ thị số 31/2007/CT-TTg ngày 14 tháng 12 năm 2007 của Thủ tướng Chính phủ.

[5]. Văn phòng đăng ký đất đai Hoài Đức (2018). Kết quả sử dụng đất của các tổ chức kinh tế trên địa bàn huyện năm 2018.



Trao đổi, Tin tức & Sự kiện

LỄ TUYÊN DƯƠNG, KHEN THƯỞNG SINH VIÊN ĐẠT THÀNH TÍCH XUẤT SĂC TRONG HỌC TẬP VÀ NGHIÊN

CỨU KHOA HỌC NĂM 2019Nhằm tôn vinh, nâng cao nhận thức và khơi dậy trong long mỗi sinh viên Trường

Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội niềm tự hào, tinh thần hiếu học để đạt được thành tích cao. Sáng ngày 11/12, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội tổ chức lễ tuyên dương, khen thưởng cho các cá nhân, các nhóm nghiên cứu đã đoạt giải và có thành tích xuất sắc trong học tập, nghiên cứu khoa học năm 2019.

Sự kiện nhằm tôn vinh, đồng thời biểu dương, khích lệ tinh thần nỗ lực phấn đấu vượt khó khăn, thách thức để đạt được những thành tích xuất sắc, tiêu biểu trong học tập và nghiên cứu khoa học, rèn luyện của sinh viên Trường.

PGS.TS Hoàng Anh Huy - Bí thư Đảng ủy, Hiệu trưởng Nhà trường phát biểu tại buổi lễ

Phát biểu tại lễ tuyên dương, PGS.TS Hoàng Anh Huy - Bí thư Đảng ủy, Hiệu trưởng Nhà trường nhấn mạnh: Nhà trường rất vinh dự và tự hào về các em, gia đình, bạn bè tự hào về các em, nhất là các thầy cô - những người đào tạo các em. Bằng trí tuệ, bản lĩnh và sự tự tin, các em đã mang vinh dự cho Trường và vị thế, uy tín của Nhà trường đã được nâng lên. Thầy khẳng định: Không có kết quả nào, không có thành quả nào mà không phải đổ

mồ hôi, không phải bằng trí tuệ, không phải bằng sự tâm huyết, không phải sự đam mê, không phải tự nhiên, ngẫu nhiên đến được mà đó chính là sự chăm chỉ, bằng tất cả sự nỗ lực của các em. Công lao lớn nhất là về gia đình, bố mẹ đã sinh ra và nuôi nấng các em, tạo điều kiện cho các em, quan tâm, hỗ trợ các em để có được ngày hôm nay. Đồng thời, có sự chăm sóc, dạy dỗ tận tình có tâm huyết và truyền đạt kiến thức của các thầy cô; sự quan tâm, hỗ trợ và tạo điều kiện tốt nhất có thể của Nhà trường cho các em để đạt được thành tích như vậy. Thầy Hiệu trưởng mong muốn các em đã đoạt giải và các em chưa có cơ hội đoạt giải tiếp tục học tập, tiếp tục phấn đấu - là nhân tố lan tỏa cho phong trào học tập trong toàn Trường, để cùng nhau phát triển.

PGS.TS Phạm Quý Nhân - Phó Hiệu trưởng Nhà trường trao Giấy khen và phần thưởng cho các tập thể và cá nhân đạt thành tích xuất sắc của cuộc thi Olympic Tiếng Anh và Tin học


Trao đổi, Tin tức & Sự kiện

Sinh viên Trần Thu Hiền - Đại diện sinh viên đạt thành tích xuất sắc trong phong trào học tập và nghiên cứu khoa học đã gửi lời cảm ơn sâu sắc và tri ân đến Ban lãnh đạo Nhà trường, các thầy cô. “Được thừa hưởng thành quả của những thế hệ đi trước, được học tập và rèn luyện trong một ngôi trường khang trang và bề thế mà ở nơi đó có sự tận tâm và trách nhiệm của thầy cô giáo, sự chân thành giúp đỡ của bạn bè và sự động viên, tạo điều kiện tốt nhất của cha mẹ. Chúng em đã và sẽ cố gắng vượt qua bản thân để vươn tới những đỉnh cao của tri thức, xứng đáng với niềm tin của thầy cô, đền đáp công ơn nuôi dưỡng của cha mẹ và người thân để vững tin sau này trở thành những chủ nhân tương lai của đất nước.” Sinh viên Trần Thu Hiền nói.

TS. Nguyễn Bá Dũng - Chủ tịch Hội đồng Trường, Trưởng phong KHCN&HTQT trao Giấy khen và phần thưởng cho nhóm đạt giải Ba và Khuyến khích về nghiên cứu khoa học

Được biết vượt qua 04 trường Đại học trong đêm chung kết cuộc thi Olympic Tiếng Anh chuyên toàn quốc năm 2019. Đội thi của Trường gồm 5 thành viên đã dành giải Đặc biệt của cuộc thi với sự tự tin của mình gây ấn tượng lớn đối với Ban giám khảo, khách mời và tất cả các đội thi. Về nghiên cứu khoa học, nhóm nghiên cứu của Trường gồm 4 thành viên đã đoạt giải Ba giải thưởng “Sinh viên nghiên cứu khoa học” năm 2019 do Bộ Giáo dục và Đào tạo tổ chức, đồng thời đoạt giải Khuyến khích giải thưởng “Sinh viên nghiên cứu khoa học - Euréka” lần thứ 21 năm 2019 do Thành đoàn Thành phố Hồ Chí Minh tổ chức. Và một nhóm gồm 2 thành viên đã đoạt giải Khuyến khích giải thưởng “Sinh viên nghiên cứu khoa học” năm 2019 do Bộ Giáo dục và Đào tạo tổ chức.

Hiệu trưởng Hoàng Anh Huy trao Giấy khen và phần thưởng cho nhóm dành

giải Đặc biệt cuộc thi Olympic Tiếng Anh chuyên toàn quốc năm 2019

Lãnh đạo và giảng viên Trường chụp ảnh

lưu niệm

Trước đó, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã tổ chức cuộc thi Olympic Tiếng Anh và Olympic Tin học cấp Trường với kết quả: Trong nội dung Tiếng Anh có 01 giải Đặc biệt, 01 giải Nhất, 02 giải Nhì, 02 giải Ba và 02 giải Khuyến khích. Trong nội dung Tin học có 01 giải Đặc biệt, 01 giải Nhất, 02 giải Nhì, 03 giải Ba và 05 giải Khuyến khích.

Documents

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ AMONI (NH ) TRONG NƯỚC …