Luận văn Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) và mô hình toán đánh giá chất lượng không khí tại nhà máy xi măng thuộc công ty hữu hạn xi măng Luks (Việt Nam)

ộng nước. Nguồn chính cấp nước cho các hồ chứa nước trong vùng là nước mưa và nước ngầm. 2.2.2.2. Hiện trạng tài nguyên khoáng sản Theo tài liệu bản đồ Địa chất và Khoáng sản tỷ lệ 1:200.000, ở khu vực nghiên cứu có điểm quặng sắt Hoà Mỹ, chì - kẽm có ở Sông Bồ và một số khoáng sản thuộc nhóm vật liệu xây dựng có trữ lượng lớn như đá vôi, đất sét, cao lanh, quặng sắt, phụ gia Sialit được sử dụng để làm nguyên liệu đầu vào cho nhà máy. Ngoài ra còn có một số loại khoáng sản khác như sét gạch ngói, cát thuỷ tinh, lớp sét, cát, cuội và sỏi phủ trên khu mỏ đá vôi... nhưng trữ lượng không lớn và khó khai thác. 2.2.2.3. Hiện trạng tài nguyên sinh vật Khu vực xây dựng nhà máy là vùng giáp ranh giữa vùng núi thấp và đồng bằng nên hệ động thực vật ở đây bao gồm cả động thực vật đồng bằng và đồi núi. 35 Do con người đã khai thác diện tích đất khá lớn làm nhà ở, sản xuất nông nghiệp, xây dựng nhà máy, xí nghiệp và phục vụ các nhu cầu khác nên cân bằng của hệ sinh thái cũ bị phá vỡ. Thêm vào đó, điều kiện tự nhiên mới không thuận lợi cho cuộc sống của nhiều loài động vật nên trong vùng không có các loài chim thú quý hiếm cần được bảo vệ và vắng bóng những loài thú lớn. Các thảm thực vật nguyên sinh trong vùng đã biến mất gần hết, khu hệ thực vật ở đây nghèo nàn cả về số lượng và thành phần loài. Chủng loại cây chính ở đây là cây bụi dùng làm củi như sim, mua... không có giá trị về mặt tài nguyên và ít có giá trị về mặt môi trường. Hiện nay, nhà máy đã tiến hành trồng cây với số lượng và mật độ lớn ở trong khuôn viên nhà máy, khu vực xung quanh nhà máy và xung quanh mỏ đá vôi Văn Xá để tạo cảnh quan mới cho môi trường xung quanh. Cây được trồng chính ở đây là cây lâu năm như tràm hoa vàng, bàng... 2.3. Đặc điểm kinh tế-xã hội 2.3.1. Tình hình phát triển các ngành kinh tế Khu vực nhà máy xi măng Luks nằm trên địa bàn xã Hương Văn, Hương Vân và thị trấn Tứ Hạ, đây cũng là ba đơn vị có điều kiện thuận lợi trong phát triển kinh tế-xã hội của huyện Hương Trà. Phần lớn là phát triển ngành nông - lâm nghiệp chiếm 80 - 90% tổng số hộ đối với xã Hương Vân và Hương Văn, ở Thị trấn Tứ Hạ thì tỷ lệ này là 65 - 70%. 2.3.2. Dân số và lao động Theo báo cáo của các xã và thị trấn Tứ Hạ năm 2006, hiện nay trên khu vực có khoảng 23.575 người, mật độ trung bình 277,5 người/km2, cao hơn so với mật độ dân số trung bình toàn tỉnh (200 người/km2) và huyện Hương Trà (223 người/km2). Phân bố dân cư trên khu vực không đều tập trung ở khu vực thị trấn Tứ Hạ với mật độ lên đến 876 người/km2, còn ở xã Hương Vân mật độ chỉ 112,24 người/km2. Xung quanh nhà máy xi măng Luks trong vòng bán kính 2 km có 4 khu dân cư chính là thôn Sơn Công, Long Khê xã Hương Vân, thôn Văn Xá Tây xã Hương Văn, khu 3 khu 4 thuộc thị trấn Tứ Hạ. Đặc biệt là có khoảng 100 hộ dân thuộc thôn 36 Sơn Công xã Hương Vân nằm gần nhà máy về phía Tây và Tây Nam. Theo kết quả điều tra thì khu vực này vào mùa hè thường xuất hiện một số bệnh viêm nhiễm theo đường hô hấp như: cảm sốt, ho ở trẻ. Ngoài nhà máy xi măng Luks khu vực này còn tập trung nhiều nhà máy chế biến khai thác vật liệu xây dựng khác, vì vậy môi trường không khí ở đây bị ô nhiễm cục bộ (chủ yếu là hàm lượng bụi) ít nhiều ảnh hưởng đến sức khoẻ của cộng đồng dân cư. 2.3.3. Cơ sở vật chất kỹ thuật, cơ sở hạ tầng Là trung tâm văn hoá, chính trị của huyện Hương Trà và cửa ngõ phía Bắc của thành phố Huế - thị trấn Tứ Hạ đã và đang thực hiện nhiều dự án chỉnh trang cơ sở hạ tầng. Trên địa bàn xã đã có 98,7% số hộ dùng điện và đã vận động được 250/1700 hộ sử dụng nước sạch, chiếm 14,7% tổng số hộ trên toàn xã. Là xã có diện tích lớn nhất trong 3 xã, trong những năm qua Hương Vân được đầu tư xây dựng nhiều công trình quan trọng: nhà, đường thôn Lại Bằng, lưới điện và trường mẫu giáo thôn Lai Thành, nhà, đường thôn Long Khê, bê tông kênh mương,... với tổng số vốn lên đến 2,441 tỷ đồng. 2.3.4. Quy hoạch các khu công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp Khu vực nhà máy nằm trong khu quy hoạch phát triển công nghiệp Tứ Hạ thuộc danh mục các khu công nghiệp ưu tiên thành lập đến năm 2015 theo quyết định số 1107/QĐ-TTg ngày 21/8/2006 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt quy hoạch phát triển các khu công nghiệp ở Việt Nam đến năm 2015 và định hướng đến 2020. 2.4. Hiện trạng môi trường khu vực xung quanh nhà máy Để đánh giá chất lượng môi trường trong khu vực nghiên cứu, tác giả thực hiện Luận văn này đã kế thừa kết quả giám sát môi trường định kỳ của nhà máy do Viện Tài nguyên, môi trường và Công nghệ sinh học - Đại học Huế tiến hành quan trắc trong 6 tháng đầu năm 2008, đồng thời tác giả cũng đã kếp hợp kế thừa những cơ sở dữ liệu từ bản báo cáo đánh giá tác động môi trường của nhà máy được lập trong năm 2007 [], []. 37 2.4.1. Hiện trạng môi trường không khí và tiếng ồn Theo kết quả quan trắc và phân tích chất luợng môi trường không khí tại 12 điểm đo đạc được chỉ ra trên sơ đồ 2.3 cho thấy: - Bụi: theo kết quả quan trắc tại hiện trường đã cho thấy hầu hết các điểm quan trắc (trừ điểm K2 và K9) đều có nồng độ bụi lơ lửng vượt tiêu chuẩn cho phép (TCVN 5937 - 2005) từ 1 đến 2,5 lần. Nguyên nhân chủ yếu vẫn là lượng bụi phát sinh từ hoạt động sản xuất của nhà máy, song cũng cần phải kể đến một lượng bụi phát sinh từ hoạt động giao thông. Vì đây là khu vực tập trung nhiều nhà máy công nghiệp với đặc thù khai thác, chế biến và sản xuất vật liệu xây dựng nên lượng xe, máy có tải trọng lớn qua lại nhiều. - Tiếng ồn: Việc quan trắc tiếng ồn xung quanh được thực hiện trong khoảng thời gian từ 7h đến 18 giờ, theo TCVN 5949-1995 qui định mức âm tối đa cho phép là 75 dB. Kết quả quan trắc cho thấy hầu hết các điểm quan trắc đều có giá trị thỏa mãn tiêu chuẩn cho phép. Trong thời gian tiến hành quan trắc chất lượng môi trường, băng tải đá vôi của nhà máy chưa hoạt động nên độ ồn tương đối thấp. - Các khí độc: Môi trường không khí xung quanh nhà máy xi măng Luks bị ảnh hưởng bởi khí thải từ nhà máy nên có nồng độ các khí độc khá cao. Kết quả quan trắc cho thấy nồng độ khí SO2 vượt quá giới hạn cho phép (K6, K8, K9, K10) theo TCVN 5937-2005 trên 3 lần. Nguyên nhân có thể là do hiệu suất của quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch chưa cao, hay rò rỉ trong đường ống tuần hoàn khí. Mặt khác các vị trí này đo sát đường giao thông vì vậy nồng độ khá cao này có thêm nguyên nhân do khí thải từ các xe tải lớn, ô tô vận chuyển nguyên vật liệu phục vụ nhà máy và các nhà máy khác trong khu vực. Nồng độ khí NH3 thoã mãn tiêu chuẩn chất lượng môi trường không khí xung quanh (TCVN 5937-2005). Nồng độ các khí độc vượt quá giới hạn cho phép trong khu vực xung quanh nhà máy rất có thể sẽ gây ảnh hưởng đến sức khoẻ của cộng đồng dân cư sống xung quanh. 38 2.4.2. Hiện trạng môi trường nước a. Chất lượng nguồn nước mặt: Theo kết quả quan trắc và phân tích chất lượng nước mặt tại của 4 điểm trên các hồ như Hồ Cá I, hồ Thọ Sơn, hồ Khe Quang và trên sông Bồ ở các tài liệu [], [] cho thấy: - Độ đục, pH, EC, DO, BOD5, NO3-, tổng Fe, F- của 4 điểm quan trắc đều thoả mãn Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt loại A (TCVN 5942-1995). Sơ đồ 2.3. Sơ đồ vị trí lấy mẫu khí khu vực xung quanh nhà máy 39 - Tại vị trí Hồ Cá I cách nhà máy 1,5 km về phía Đông Bắc có các chỉ tiêu SS, COD, NO2- vượt quá giới hạn cho phép đối với Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt loại A (TCVN 5942-1995) nên không thích hợp cho việc sử dụng nước hồ này làm nước sinh hoạt. Tuy nhiên, các giá trị này vẫn thoả mãn Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt loại B (TCVN 5942-1995). - Tại hồ Thọ Sơn, phía Tây Nam của nhà máy cách 3,5km, có giá trị COD vượt quá giới hạn cho phép theo Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt loại A (TCVN 5942- 1995). Các chỉ tiêu khác đều thoã mãn TCVN 5942-1995 (loại A) đảm bảo cho sinh hoạt của con người, cho sản xuất nông nghiệp và cho các hoạt động sống của động vật thuỷ sinh trong nước. - Tại hồ Khe Quang, phía Tây Nam của nhà máy cách nhà máy 1,5km, là hồ có hiện tượng ô nhiễm cao nhất trong các vị trí quan trắc nước mặt. Các chỉ tiêu COD, NH4+, NO2- và Total Coliform đều vượt quá giới hạn cho phép đối với Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt loại A (TCVN 5942-1995) nhưng vẫn còn nhỏ hơn giới hạn cho phép đối với Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt loại B (TCVN 5942-1995). b. Chất lượng nước ngầm: Kết quả quan trắc và phân tích chất lượng nước ngầm tại khu vực trong nhà máy, nhà dân cư sống xung quanh nhà máy và khu vực mỏ đá vôi như sau: - Hầu hết các chỉ tiêu chất lượng nước ngầm trong khu vực xung quanh đều có chất lượng tốt, đảm bảo Tiêu chuẩn chất lượng nước ngầm (TCVN 5944-1995) dùng cho sinh hoạt. - Giá trị Total Coliform của nước ở mỏ đá vôi và nước ngầm khu vực gần nhà máy vượt quá Tiêu chuẩn chất lượng nước ngầm (TCVN 5944-1995) nhiều lần. Nước ngầm ở hai vị trí này không phải được quan trắc ngay khi lấy nước khỏi lòng đất. Nước ở mỏ đá là nước đọng dạng hồ chứa nước lộ thiên. Khi khai thác mỏ đá vôi, nước được dồn về một phía tạo thành hồ chứa nước trong lòng mỏ, hồ này có nước thường xuyên và chịu nhiều tác động của môi trường bên ngoài. Nước ngầm nhà máy được khai thác dưới dạng nước giếng khoan, nước khoan lên khỏi mặt đất được chứa vào một hồ chứa nước lớn, sau đó mới phân phối cho các bộ phận khác cần sử dụng 40 nước trong nhà máy. Nước nằm trong hồ chứa một thời gian dài sẽ chịu tác động của môi trường bên ngoài làm tăng đáng kể hàm lượng Coliform trong nước. Nước ngầm lấy từ giếng đào của người dân có chất lượng tốt, nước này có thể phục vụ tốt cho sinh hoạt của người dân và phục vụ cho thuỷ lợi. 2.4.3. Hiện trạng môi trường đất Do nhà máy xi măng Luks hoạt động 24/24 và hoạt động liên tục hầu như cả năm nên lượng bụi do nhà máy thải ra trong mỗi ngày đêm là rất lớn. Lượng bụi này phát tán theo gió trong vòng bán kính hơn 1000m xung quanh nhà máy. Phần bụi này có hàm lượng phần lớn là bụi xi măng, có tính kiềm, rơi xuống đất theo trọng lực và tích tụ ở bề mặt làm cho lớp đất mặt dễ bị biến đổi tính chất. Kết quả phân tích một số mẫu đất tại khu vực bên ngoài nhà máy, khu vực đất canh tác nông nghiệp của người dân cho thấy chất lượng đất ở khu vực xung quanh nhà máy có hàm lượng chất hữu cơ và N, P, K thấp và được xếp vào loại đất nghèo chất dinh dưỡng. Thực tế cho thấy điều này hoàn toàn phù hợp bởi vì đất ở khu vực nghiên cứu là đất cát pha. 2.5. Hiện trạng hệ thống quan trắc môi trường không khí tại khu vực nghiên cứu Hiện tại, trong khu vực xung quanh nhà máy xi măng Luks chưa có một hệ thống quan trắc tự động nào. Tất cả các hoạt động quan trắc, giám sát môi trường thông thường chỉ diễn ra do có sự phản ánh của người dân địa phương hay do chính nhà máy xi măng Luks tự tổ chức hoặc hợp đồng với các cơ quan nghiên cứu tiến hành đo đạc định kỳ hàng năm. Để đánh giá, điều chỉnh và giúp ban lãnh đạo công ty hữu hạn xi măng Luks (Việt Nam) có các quyết sách về công tác bảo vệ môi trường, bộ phận ISO trong công ty đã tiến hành giám sát, đo đạc các chỉ tiêu môi trường trong và xung quanh nhà máy theo định kỳ 3 tháng/lần, hợp đồng thuê các cơ quan bên ngoài giám sát theo định kỳ 6 tháng/lần. v Các vị trí quan trắc chất lượng không khí trong và ngoài khu vực nhà máy xi măng Luks - Quan trắc ống khói: Quan trắc 13 ống khói đang hoạt động thuộc 3 dây chuyền 1,2,3. 41 - Đối với môi trường không khí bên trong hàng rào nhà máy: + Quan trắc tại các khu vực lò hơi, lò nung, nghiền nguyên liêu, các Silo đất sét, cao lanh, silo clanhke. + Quan trắc tại các khu vực hành chính tập trung một số chỉ tiêu như: nhiệt độ, bụi, khí độc, tiếng ồn. - Đối với môi trường không khí xung quanh nhà máy: quan trắc 4 điểm đo cách nhà máy 100 mét theo 4 hướng Đông, Tây, Nam, Bắc. v Các thông số quan trắc - Các thông số quan trắc môi trường vi khí hậu: nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, tốc độ gió, độ rung; - Nồng độ bụi tổng cộng, tiếng ồn; - Hàm lượng khí độc: SO2, NO2, CO, H2S. v Xử lý và lưu trữ số liệu Số liệu được thu thập và lưu trữ định kỳ sau mỗi đợt khảo sát theo mẫu do chính nhà máy lập ra. Toàn bộ các thông số và phương pháp thu mẫu, phân tích đề theo đúng chuẩn của Việt Nam hiện hành nên dãy số liệu thu thập được có thể dùng làm chuẩn so sánh với các dãy số liệu khác. Tuy nhiên, hiện nay việc cập nhật, lưu trữ và tổng hợp số liệu tại nhà máy xi măng Luks vẫn mang tính thủ công, chưa đồng bộ và liên tục. Đánh giá công tác quan trắc, giám sát chất lượng không khí Nhà máy xi măng Luks nói riêng và khu công nghiệp Tứ Hạ nói chung mặc dù đã đi vào hoạt động trên 10 năm nhưng hiện tại trong khu vực vẫn chưa có một hệ thống hay trạm quan trắc môi trường không khí tự động nào. Đây là một vấn đề còn bất cập của khu vực nghiên cứu nói chung và toàn tỉnh TT Huế nói riêng do những khó khăn về tài chính mang lại. Điều này đã gây nhiều trở ngại trong công tác quản lý môi trường không khí tại địa bàn khu vực cũng như còn thiếu nhiều cơ sở dữ liệu để cập nhật vào mạng lưới quan trắc quốc gia. Việc chủ động tổ chức giám sát môi trường và quan trắc định kỳ của nhà máy xi măng Luks như đã trình bày ở trên cũng đã cho thấy ban lãnh đạo nhà máy phần nào cũng đã nhìn nhận được vai trò quan trọng trong việc giám sát bảo vệ môi trường. Nhìn 42 chung trình độ chuyên môn của đội ngủ quản lý môi trường trong nhà máy ngày càng được nâng cao thông qua các hoạt động thực tế cũng như qua các đợt tập huấn và trao đổi kinh nghiệm. Tuy nhiên số lượng nhân lực hiện tại vẫn còn hạn chế (bộ phận ISO hiện tại chỉ có 4 người nhưng phải đảm trách toàn bộ hệ thống bảo vệ môi trường cũng như đảm nhận nhiệm vụ quan trắc, giám sát môi trường định kỳ trong nhà máy). Đối với các cơ quan tư vấn về môi trường mà nhà máy Luks đã hợp đồng đo đạc định kỳ, nhìn chung các cơ quan này đã có cơ sở vật chất tối thiểu và các thiết bị cơ bản để thực hiện đo đạc tại hiện trường và tại phòng thí nghiệm. Các thông số được chọn trong chương trình quan trắc định kỳ tại trong và ngoài khu vực xung quanh nhà máy là khá phù hợp và đặc trưng đối với từng vị trí quan trắc. Số lượng các vị trí quan trắc cũng như tần suất tiến hành quan trắc định kỳ hiện nay so với địa bàn tương đối rộng lớn của khu vực là còn quá ít và quá mỏng. Đối với khu vực bên ngoài nhà máy cần mở rộng các vị trí quan trắc hơn và cần có sự cân nhắc lựa chọn hợp lý các vị trí, vấn đề này sẽ được trình bày rõ hơn ở phần kiến nghị các vị trí quan trắc trong các chương tiếp theo của Luận văn. Do chưa có trạm quan trắc tự động cũng như những hạn chế về nhân lực và vật lực nên việc quan trắc môi trường chưa thể tiến hành liên tục. Tần suất quan trắc càng dày thì độ chính xác của việc đánh giá diễn biến chất lượng và ô nhiễm môi trường càng cao. Hiện tại tần suất quan trắc môi trường không khí và nước của nhà máy xi măng Luks là 3 tháng/lần, trong khi đó nhà máy hoạt động 3 ca/ngày và kéo dài hầu như suốt cả năm. So với điều kiện hiện nay thì tần suất quan trắc môi trường như vậy được xác định ở mức chấp nhận được, tuy nhiên vẫn còn quá thưa để có thể đánh giá một cách chính xác diễn biến của môi trường tại khu vực này. 2.6. Phương pháp nghiên cứu đề tài 2.6.1. Phương pháp khảo sát thực địa Nhằm thu thập thông tin cũng như những dữ liệu cần thiết phục vụ cho đề tài, tác giả đã tiến hành khảo sát thực địa tại khu vực nghiên cứu với những công việc cụ thể như sau: 43 - Khảo sát, ghi nhận hình ảnh về hiện trạng khu vực trong và ngoài nhà máy Luks, ghi nhận những hình ảnh về phát thải khí của các ống khói trong nhà máy, khảo sát và xác định các điểm nhạy cảm. - Xác định tọa độ vị trí của nhà máy, các ống khói và các điểm nhạy cảm bằng GPS. - Thu thập tài liệu, số liệu: + Số liệu quan trắc chất lượng không khí trong và ngoài khu vực nhà máy xi măng Luks tại bộ phận ISO (bộ phận quản lý môi trường) của nhà máy, cơ sở dữ liệu liên quan tại phòng Thông tin môi trường của Viện Tài nguyên, môi trường và Công nghệ sinh học – Đại học Huế, Trung tâm Quan trắc dữ liệu bản đồ và Phòng môi trường thuộc Sở Tài nguyên môi trường tỉnh TT Huế. + Số liệu khí tượng của trạm khí tượng Huế tại Trung tâm dự báo khí tượng thủy văn tỉnh TT Huế. + Các báo cáo hiện trạng môi trường, các báo cáo đánh giá tác động môi trường của nhà máy Luks qua các thời kỳ khác nhau, các báo cáo kiểm tra môi trường lao động định kỳ, các thông tin về hoạt động sản xuất của nhà máy xi măng Luks, các đề tài, tài liệu có liên quan... 2.6.2. Phương pháp tổng hợp tài liệu Từ những dữ liệu, số liệu thu thập được, tác giả tiến hành tổng hợp nhằm đưa ra những vấn đề tổng quan về khu vực nghiên cứu cũng như hiện trạng môi trường không khí và tình hình giám sát chất lượng không khí. Bên cạnh đó, tác giả đã tổng hợp các tài liệu, số liệu đã có, kế thừa kết quả nghiên cứu của các chương trình và đề tài khoa học có liên quan làm cơ sở lý luận và thực tiễn phục vụ cho đề tài. 2.6.3. Phương pháp thống kê – xử lý số liệu Sau khi thu thập các số liệu quan trắc về chất lượng không khí cũng như thông tin về số liệu phát thải tại các ống khói, các thông số cơ bản của ống khói, thu thập số liệu khí tượng liên tục trong nhiều năm, kế thừa số liệu tính toán và quan trắc phát thải ống khói trong các bản báo cáo đánh giá tác động môi trường cũng như kế thừa rất nhiều cơ sở dữ liệu quan trắc định kỳ khác của nhà máy,… tác giả tiến hành thống kê và xử lý số liệu bằng Excel và đưa về form tương ứng trong mô 44 hình nhằm đảm bảo cho việc tự động hóa khi tích hợp vào mô hình, phục vụ cho quá trình tính toán và mô phỏng sự lan truyền chất ô nhiễm. 2.6.4. Phương pháp xử lý bản đồ Để mô phỏng chính xác khu vực nghiên cứu, tác giả đã sử dụng ảnh vệ tinh thông qua việc chụp ảnh lại phạm vi của khu vực xung quanh nhà máy Luks cần nghiên cứu trên trang web www.earth.google.com, có độ rộng phù hợp với lưới tính trong phần chạy mô hình. Giao diện của www.earth.google.com thể hiện như Hình 3.1. Sử dụng phần mềm Snag It 8 để chụp lại ảnh cần thiết. Hình ảnh vệ tinh khu vực nghiên cứu được chụp lại như Hình 3.2. Để có thể đưa ảnh quét vào Mapinfo một cách chính xác, ta có thể sử dụng các ứng dụng sẵn có của google earth để xác định tọa độ của điểm khống chế ngay trên ảnh bằng công cụ Untitled Placemark (có biểu tượng ). Em bổ sung thêm, thầy giảm đi cho file nén nhẹ bớt Hình 3-1. Giao diện của Google earth * Xác định các điểm khống chế Muốn hiển thị được ảnh quét đúng tọa độ trong Mapinfo, cần xác định tọa độ của 4 điểm trên bản đồ (vì với 4 điểm Mapinfo sẽ tính toán được sai số) và nạp tọa độ của các điểm đó để Mapinfo dùng chúng làm cơ sở định vị ảnh quét. 45 Hình 3-2. Ảnh vệ tinh khu vực nghiên cứu * Đăng kí ảnh quét Trên ảnh quét từ www.earth.google.com ta sẽ sử dụng 4 điểm đã biết tọa độ để làm điểm khống chế. Tọa độ của 4 điểm này như sau: Điểm 1: 16031’34,27”N; 107025’36.68”E Điểm 2: 16031’34,96”N; 107030’42,81”E Điểm 3: 16028’56,07”N; 107025’39,21”E Điểm 4: 16028’54,03”N; 107030’42,69”E * Chọn hệ quy chiếu Đây là bước quan trọng trong đăng kí ảnh quét vì nếu chọn sai thì các tập tin số hóa sau này căn cứ trên ảnh quét sẽ không chính xác. Đơn vị tọa độ nạp cho các điểm khống chế phải phù hợp với đơn vị tọa độ trong hệ quy chiếu. Đơn vị chọn là degree (độ). Nạp tọa độ tại các điểm khống chế: Tọa độ trong hai ô MapX (kinh độ) và MapY (vĩ độ) phải là độ thập phân chứ không phải độ phút giây, do vậy ta phải tiến hành đổi tọa độ về độ thập phân. Di chuyển bản đồ để tìm các điểm khống chế còn lại và nạp tọa độ của chúng vào tương tự với điểm đầu tiên. Sau khi đăng kí đủ 4 điểm, có thể thấy tọa độ từng điểm và sai số trong cột Error. Việc đăng kí thành công khi sai số của các điểm khống chế bằng 0. Nếu sai số quá lớn thì phải xóa đi một điểm và chỉnh sửa lại điểm khống chế. 46 Phần mềm ENVIMAP 2008 đòi hỏi tọa độ của các điểm, nguồn thải phải thuộc hệ quy chiếu UTM, đơn vị tọa độ là mét. Do đó sau khi nhập tọa độ các điểm dưới dạng độ thập phân phải chỉnh lại bằng mét. Mapinfo sẽ tự động thực hiện việc chuyển đổi tọa độ sau khi thực hiện các thao tác sau: Mở các tập tin cần sử dụng trong Mapinfo. Từ Menu chính chọn Map à Options. Hộp thoại Map Option mở ra. Trong ô Map Units, ở phần Coordinate Units chọn degrees, phần Distances Units chọn miles, phần Area Units chọn square miles. Trong ô Display in Status Bar chọn Cursor Location. Cuối cùng chọn OK. Thực hiện các thao tác tương tự khi chuyển tọa độ về đơn vị mét cho các điểm nhạy cảm sau khi tiến hành đo đạc kiểm chứng mô hình. Với cách đổi như vậy, vị trí các điểm được thể hiện chính xác trên bản đồ, đảm bảo cho việc mô phỏng sự lan truyền chất ô nhiễm từ các nguồn thải cũng như giúp cho việc tính toán nồng độ chất ô nhiễm tại các điểm nhạy cảm. 2.6.5. Phương pháp mô hình hóa Đây là phương pháp quan trọng và có ý nghĩa xuyên suốt trong quá trình thực hiện đề tài này. Trên thế giới, việc sử dụng mô hình toán để giải bài toán khuếch tán chất ô nhiễm được bắt đầu từ năm 1859 do Angus Smith dùng để tính sự phân bố nồng độ khí CO2 ở thành phố Manchester theo phương pháp toán học của Gauss, được phát triển từ năm 1968 lại đây. Tổ chức khí tượng thế giới (WMO) và chương trình môi trường của Liên hiệp quốc (UNEP) đã phân loại mô hình theo 3 hướng sau đây: ü Mô hình thống kê kinh nghiệm dựa trên cơ sở lý thuyết toán học Gauss. Các nhà toán học có công với mô hình này là Taylor (1915), Sutton (1925-1953), Turner (1961-1964), Pasquill (1962-1971), Seifield (1975) và gần đây được các nhà khoa học môi trường của các nước như Mỹ, Anh, Pháp, Ấn Độ, Nhật Bản, Trung Quốc,... ứng dụng và hoàn thiện mô hình theo điều kiện của mỗi nước. ü Mô hình thống kê thủy động. Hoặc lý thuyết nửa thứ nguyên (còn gọi là mô hình K). Mô hình này được GS.TSKH Berliand (Nga) hoàn thiện và áp dụng ở Liên Xô. Ở Việt Nam, một số nhà khoa học cũng đã và đang áp dụng cho một số các công trình, dự án. 47 ü Mô hình số trị: giải các phương trình vi phân bằng phương pháp số. Việc triển khai mô hình này tại Việt Nam đòi hỏi nhiều thời gian vì số liệu cho mô hình còn thiếu và phương tiện tính toán chưa đủ mạnh. Ở Việt Nam, hướng nghiên cứu ứng dụng mô hình hóa môi trường không khí bằng công cụ toán – vật lý và GIS đang được phát triển mạnh trong những năm gần đây. Mặc dù trước đó từ những thập niên của cuối thế kỷ 20 đã có một số công trình, đề tài riêng lẻ đề cập đến hướng nghiên cứu ứng dụng mô hình toán học trong việc đánh giá quá trình lan truyền chất ô nhiễm không khí thải ra từ các nguồn điểm (các ống khói nhà máy) và các nguồn đường giao thông, tuy nhiên kết quả ứng dụng vào giải quyết các bài toán thực tế còn hạn chế. Trong khuôn khổ Luận văn này, tác giả đã chọn ra 3 mô hình đưa vào nghiên cứu chính là mô hình Berliand khoa học, mô hình Berliand kỹ thuật và mô hình ISC3 để tiến hành nghiên cứu và ứng dụng nhằm tính toán phát thải từ nguồn điểm cao do hoạt động của nhà máy xi măng Luks. 2.6.6. Phương pháp quan trắc, đo đạc ngoài hiện trường Phương pháp này nhằm xác định các thông số đo đạc chất lượng môi trường không khí tại những điểm nhạy cảm xung quanh khu vực nhà máy. Kết quả đo đạc này sẽ được so sánh với kết quả tính toán bằng các mô hình khác nhau phục vụ quá trình kiểm chứng độ chính xác của từng mô hình đã nghiên cứu nhằm chọn ra mô hình tối ưu nhất áp dụng cho điều kiện khí tượng TT Huế. 2.6.7. Phương pháp so sánh Dùng để đánh giá ảnh hưởng do hoạt động của nhà máy lên môi trường tự nhiên trên cơ sở Tiêu chuẩn môi trường Việt Nam 1995, 2002, 2005. Ngoài ra phương pháp này cũng được dùng để kiểm chứng độ chính xác của mô hình so với kết quả đo đạc ngoài thực tế. 48 Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Xử lý thông tin cơ sở và vận hành ENVIMAP 3.1.1. Xử lý dữ liệu bản đồ tích hợp vào ENVIMAP Để mô phỏng chính xác khu vực nghiên cứu, tác giả đã sử dụng ảnh vệ tinh thông qua việc chụp ảnh lại phạm vi của khu vực nhà máy xi măng Luks cần nghiên cứu trên trang Web: www,earth,google,com, với độ rộng phù hợp với lưới tính trong phần chạy mô hình. Trên hình 3.1 là phạm vi được nghiên cứu đã được tích hợp vào ENVIMAP phiên bản 2008. Hình.3.1. Phần mềm ENVIMAP với CSDL bản đồ phạm vi nghiên cứu Phần mềm ENVIMAP cho phép xây dựng các đối tượng liên quan như nhà máy, ống khói, các điểm giám sát ô nhiễm đặc biệt, các điểm quan trắc với tọa độ đã được định vị. Tọa độ các điểm này sẽ được tích hợp thông tin vào phần mềm ENVIMAP đảm bảo cho việc mô phỏng sự lan truyền chất ô nhiễm từ các nguồn thải cũng như giúp cho việc tính toán nồng độ chất ô nhiễm tại các điểm được định sẵn. 49 3.1.2. Các thông số cần nhập vào mô hình và cách vận hành ENVIMAP Công cụ trong phần mềm ENVIMAP cung cấp cho người sử dụng các thông tin tổng quát về nhà máy được chọn nghiên cứu, các ốn