Hệ thống thông tin môi trường part 4 pdf

Cũng theo Quyết định này, Trung tâm QTDLMT có 3 chức năng chính: - Quan trắc môi trường: o Quản lý hệ thống quan trắc môi trường, thực hiện quan trắc môi trường; o Quản lý thống nhất số

Về mặt tổ chức hành chính có thể xây dựng Trung Tâm Phân Tích Thông Tin Môi Trường Vùng (TTPTTTMTV) – là cơ quan quản lý qui mô vùng trong HTQTMTQG Cơ quan này có các chức năng thu thập, xử lý, cung cấp tài liệu và bảo quản thông tin môi trường cần thiết cho các cấu trúc vùng cũng như hình thành thông tin trong hình thức thích hợp để trình lên cấp quốc gia của HTQTMTQG Ngoài ra TTPTTTMTV phải tiến hành bảo đảm thông tin cho các cơ quan và tổ chức quan tâm trong khuôn khổ vùng

Ở mức quốc gia, thành phần chính của HTQTMTQG là Trung Tâm Phân Tích Thông Tin Quan Trắc Môi Trường Quốc Gia (TTPTTTQTMTQG) Theo quyết định số 955/BVMT của Cục Bảo vệ môi trường ngày 25/10/2004, Trung tâm quan trắc và dữ liệu môi trường (Trung tâm QTDLMT) đã được thành lập Cũng theo Quyết định này, Trung tâm QTDLMT

có 3 chức năng chính:

- Quan trắc môi trường:

o Quản lý hệ thống quan trắc môi trường, thực hiện quan trắc môi trường;

o Quản lý thống nhất số liệu điều tra, quan trắc về môi trường;

o Xây dựng và tổ chức thực hiện các quy trình, quy phạm, hướng dẫn, quy định, định mức về quan trắc môi trường;

o Xây dựng, phát triển Phòng thí nghiệm và Phân tích môi trường;

- Quản lý thống nhất số liệu môi trường:

o Làm đầu mối thu thập, lưu trữ, quản lý thống nhất số liệu môi trường;

o Tổ chức và xây dựng, phát triển và quản lý thống nhất các cơ sở dữ liệu môi trường, các hệ thống thông tin báo cáo môi trường;

o Xây dựng và tổ chức thực hiện các quy định, quy chế, quy chuẩn thông tin và

cơ sở pháp lý khác về dữ liệu và thông tin môi trường

- Ứng dụng công nghệ thông tin – viễn thông trong lĩnh vực môi trường:

o Xây dựng và phát triển hạ tầng cơ sở công nghệ thông tin của Cục Bảo vệ môi trường;

o Làm đầu mối nghiên cứu, triển khai ứng dụng công nghệ thông tin, viễn thông, viễn thám, hệ thống thông tin địa lý (GIS) của Cục Bảo vệ môi trường

Để giải quyết nhiệm vụ này trong TTPTTTQTMTQG phải thực hiện việc thu thập, bảo quản và phân tích thông tin môi trường tổng hợp nhận được từ các mắt xích thông tin của các Hệ thống quan trắc quy mô vùng và địa phương, cũng như thông tin tổng hợp từ các Trung tâm cấp trung ương của các hệ thống cơ quan nhà nước

Ngoài ra, TTPTTTQTMTQG còn giải quyết một số nhiệm vụ sau đây trong HTQTMTQG:

- Bảo đảm hình thành các hệ thống quan trắc chuyên biệt không có ở các mức vùng và địa phương (các hệ thống quan trắc tầng ôzôn của Trái đất, quan trắc nền, quan trắc sự

ô nhiễm xuyên biên giới các chất ô nhiễm không khí, )

- Bảo đảm sự tham gia của quốc gia vào các hệ thống quan trắc môi trường xung quanh của quốc tế và khu vực, trong số đó có hệ thống toàn cầu

- Bảo đảm chất lượng và tính tương thích thông tin nhận được ở mọi quy mô của HTQTMTQG, xử lý trên cơ sở tính đến các phương pháp khoa học phù hợp

5.4 Đề xuất mô hình hệ thống thông tin môi trường cấp tỉnh

Qua việc thực hiện một số đề tài xây dựng công cụ tin học trợ giúp công tác quản lý môi trường trong giai đoạn hiện nay tại một số tỉnh thành của cả nước, tác giả nhận thấy công tác giám sát chất lượng môi trường trong giai đoạn hiện nay đòi hỏi lưu trữ các mảng thông

tin môi trường rất lớn và thường xuyên biến đổi Không chỉ lưu trữ mà còn cần thiết phải khai thác sử dụng có hiệu quả dữ liệu để thông qua quyết định ở các cấp quản lí khác nhau Bên cạnh đó cần thiết phải xây dựng các công cụ cho phép tính toán theo các kịch bản phát triển khác nhau cũng cho phép dự báo và đánh giá được các hệ quả về mặt môi trường cho các

quyết định được thông qua Từ đó cần thiết phải xây dựng Hệ thống thông tin môi trường

cho cấp cơ sở theo hệ thống quản lí môi trường cấp quốc gia

Dựa vào cơ sở lý luận được trình bày trong mục trên, và kinh nghiệm thực tiễn trong /[2] –[4]/ đề xuất một mô hình xây dựng Hệ thống thông tin môi trường cấp tỉnh thành tại Việt Nam Trên Hình 5.4 là sơ đồ khối Hệ thống thông tin môi trường (Environmental Information System – EIS) cho cấp tỉnh thành được đề xuất Các bước của quá trình tự động hóa trong hệ thống thông tin môi trường được thể hiện trên Hình 5.5

Hệ thống thông tin môi trường (EIS) được xây dựng theo nguyên lý mô đun Bước đầu EIS được đề xuất là sự tích hợp ba khối là khối quản lý số liệu quan trắc môi trường, khối ngân hàng mô hình môi trường và khối cung cấp thông tin môi trường /xem [2]/ Phần dưới đây sẽ đi vào phân tích một số khối tham gia trong EIS Chức năng nhiệm vụ của các khối này

cụ thể như sau :

Hình 5.4.Sơ đồ cấu trúc của hệ thống thông tin môi trường cấp tỉnh thành /[2]/

Các tỷ lệ khác nhau

Các ngân hàng dữ liệu chuyên gia

Đất, nước, không khí, khí hậu, năng lượng,

Các nguồn dữ liệu

Các chương trình quan trắc, files, các bản đăng ký, văn bản, ành chụp,

Hệ thống thông tin môi trường

Hình 5.5 Quá trình tự động hóa trong hệ thống thông tin môi trường

5.4.1.1 Khối quan trắc môi trường

Trạm quan trắc môi trường là một hệ thống tổ chức – kỹ thuật đảm bảo việc thu thập thông tin, xử lý, biểu diễn, kiểm tra độ tin cậy và truyền thông tin Quan trắc môi trường có ba chức năng chính sau đây:

- Thu nhận thông tin cơ sở về tình trạng môi trường xung quanh cũng như nồng độ các chất độc hại chứa trong các phát thải từ các nguồn thải

- Trên cơ sở thông tin ban đầu sẽ tiến hành phân tích, tính toán, dự báo để nhận được thông tin thứ cấp khác

- Hình thành các cơ sở dữ liệu để thông qua quyết định về kinh tế – xã hội nhằm mục tiêu bảo vệ môi trường

Những bài toán đánh giá môi trường chủ yếu

Các phương pháp và thiết bị dự báo các tham số môi trường Dự báo các điều kiện cuộc sống con người thế kỷ 21

Dự báo những thay đổi toàn

cầu với môi trường Đảm bảo sự tồn tại của nhân loại Đảm bảo các nguồn tài nguyên Đảm bảo cuộc sống và sức khoẻ con người

Kiểm soát tình trạng môi trường không khí, các lớp băng phủ,ngu ồn nước uống.

Cảnh báo và khắc phục thảm họa môi trường

Dự báo các nguồn tài nguyên có ích, các nguồn năng lượng.

Đảm bảo sự cân bằng giữa số lượng dân cư và tài nguyên lương thực.

Đánh giá ảnh hưởng

do hoạt động kinh tế của các nhà máy.

Bảo vệ các nguồn nước, các nguồn phóng xạ.

Ngăn ngừa

ô nhiễm

Bảo vệ môi trường sinh học

Hình 5.6 Các bài tốn dự báo mơi trường chủ yếu của thế kỷ 21

5.4.1.2 Khối ngân hàng mơ hình

Như một thành phần của Hệ thống thơng tin mơi trường, khối này tập hợp các tri thức lấy từ các kết quả nghiên cứu từ các Viện, Trung tâm hay các Trường Đại học phục vụ cho bảo vệ mơi trường Các tri thức này đảm bảo cho sự phát triển bền vững Một thành phần khơng thể thiếu trong khối nghiên cứu là các mơ hình diễn giải số liệu, tính tốn theo kịch bản cũng như giúp dự báo Ngày nay các Trung Tâm khoa học lớn trên thế giới đã xây dựng được nhiều mơ hình giúp cho dự báo sự phát triển tình trạng mơi trường từ những thay đổi mang tính tồn cầu, đảm bảo sự sống trên trái đất đến những bài tốn mang tính khu vực, địa phương như bài tốn tìm kiếm nguồn tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ cuộc sống và sức khoẻ con người Các bài tốn dự báo mơi trường chủ yếu được trình bày trên Hình 5.6

5.4.1.3 Khối cung cấp thơng tin mơi trường

Sự khơng chú ý đúng mức tới việc xây dựng các hệ thống cung cấp thơng tin mơi trường là một trong những nguyên nhân dẫn tới tình trạng mơi trường ít được cải thiện Khối cung cấp thơng tin mơi trường đảm bảo cung cấp cho cơng chúng và những người ra quyết định thơng tin về những thay đổi của trạng thái mơi trường cùng các nhân tố ảnh hưởng đến trạng thái đĩ Vấn đề xây dựng các báo cáo mơi trường phục vụ cho các đối tượng khác nhau

là một mảng đề tài quan trọng đang được Cục Bảo vệ mơi trường phối hợp với chính phủ Đan

nghiên cứu xây dựng hệ thống cung cấp thông tin hỗ trợ cho công tác quản lý môi trường là một bài toán không đơn giản nhưng rất cần cho thực tiễn Ngoài ra, tính kịp thời thì tính đầy

đủ của thông tin giúp cho việc đưa ra các giải pháp môi trường một cách kịp thời Trong đề tài /Bùi Tá Long và CTV, 1999 - 2002 Báo cáo tổng hợp kết quả đề tài «Hệ thống thông tin trợ giúp công tác quản lý, qui hoạch và đánh giá tác động môi trường » Đề tài cấp Trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ quốc gia, 121 trang/ có đề xuất một số giải pháp xây dựng khối này trong EIS hướng tới hai đối tượng cụ thể là: cung cấp thông tin cho chính quyền phục vụ cho công tác quản lý và cung cấp thông tin cho dân chúng Một số loại hình cung cấp thông tin môi trường:

- Chỉ tiêu và chỉ số môi trường: loại hình này giúp các nhà quản lý , người dân nắm

được thực chất của một khối lượng dữ liệu phức tạp Loại hình thông tin môi trường này đơn giản, cô đọng và dễ hiểu;

- Báo cáo hiện trạng môi trường: Đây là loại hình báo cáo môi trường toàn diện nhất

Nó cung cấp một cách nhìn bao quát về các mặt: điều kiện, xu hướng và quá trình, báo gồm thông tin về các hoạt động của con người cũng như về các tài nguyên thiên nhiên;

- Chính sách, chiến lược và kế hoạch môi trường quốc gia: Các loại hình này bao gồm các kế hoạch hành động ngành, các chiến lược phát triển bền vững;

- Báo cáo đánh giá tác động môi trường: Mục tiêu của đánh giá tác động môi trường là

dự bao và xác định những thay đổi môi trường, đặc biệt là những thay đổi do các hoạt động của con người gây ra

5.5 Khía cạnh kỹ thuật thực thi hệ thống thông tin môi trường

Để thực thi Hệ thống thông tin môi trường (HTTTMT), như đã lưu ý ở phần trên cần phải ứng dụng công nghệ mạng kết nối các máy tính cá nhân Tại Trung tâm xử lý thông tin môi trường cấp địa phương cần thiết lập máy tính với bộ nhớ lớn, bộ vi xử lý đủ mạnh Để hiển thị thông tin cần sử dụng màn hình lớn có độ phân giải cao Trên Hình 5.7 là sơ đồ cấu hình kỹ thuật mẫu để tham khảo của khối thông tin quan trắc môi trường cho HTTTMT

Các phương tiện viễn thông đóng vai trò quan trọng trong hệ thống thông tin môi trường Thực vậy, như chúng ta biết các nguồn thải, các đầu cảm biến đo nồng độ các chất ô nhiễm cũng như hệ thống trung tâm xử lý thông tin thường nằm cách tách biệt Ngoài ra khoảng cách giữa các thiết bị đo và các thiết bị dùng cho tính toán có thể thay đổi rất khác nhau khi đối tượng quan trắc nằm trên một diện rộng, có thể từ vài chục m tới vài chục km

Khoảng cách đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn các phương tiện viễn thông Với những khoảng cách không lớn lắm có thể nối cáp quang là cách tiện lợi và đảm bảo tốc

độ cao Có thể sử dụng mạng cục bộ

Hình 5.7 Sơ đồ cấu hình kỹ thuật của Hệ thống thông tin môi trường cấp tỉnh

Với những đối tượng quan trắc nằm trên một diện lớn không tiện cho việc sử dụng cáp quang người ta sử dụng mạng điện thoại cục bộ hay mạng điện thoại thành phố Ở đây cần lưu

ý tới tốc độ truyền Trong trường hợp không thể sử dụng được dây dẫn (ví dụ như nằm ở những vị trí khó tiếp cận, hoặc ở những khoảng cách quá xa) có thể sử dụng các thiết bị liên lạc bằng vô tuyến và anten Trong hệ thống tự động quan trắc một trong số giải pháp thực tế nhất là dùng modem Ưu điểm nổi bật của mô đem là khả năng tổ chức thông tin với những máy tính cá nhân nằm ở xa và việc ứng dụng môđem chỉ giới hạn ở việc soạn thảo ra các phần mềm điều khiển Việc sử dụng modem rất tiện lợi cho việc trao đổi thông tin giữa trạm xử lý thông tin Trung Tâm và trạm quan trắc tự động Ngoài ra với việc sử dụng môđem khả năng

bổ sung các trạm mới ở xa không làm ảnh hưởng tới khả năng làm việc của các bộ phận viễn thông khác Tại trạm xử lý thông tin Trung Tâm và các trạm ở xa cần thiết phải thiết lập các phần mềm giao tiếp với các cổng liên kết khác nhau

5.6 Một số kết quả triển khai xây dựng hệ thống thông tin môi trường cho các tỉnh thành Việt Nam

Trong công trình [3], đã đề xuất một mô hình thông tin được đặt tên là INSEMAG Phần mềm INSEMAG (INformation System for supporting Enviroronmental Management for

An Giang) Đây là một Hệ thông tin – mô hình môi trường tích hợp trợ giúp công tác quản lý môi trường, trong đó hệ quản trị CSDL MS SQL server (quản lí các dữ liệu quan trắc môi trường nước, không khí, khí tượng, thủy văn, ) GIS và các mô hình tính toán ô nhiễm không khí và nước mặt INSEMAG có các mục tiêu: giúp thuận tiện trong việc diễn giải thông tin môi trường; hỗ trợ trong việc phân tích thông tin môi trường; cung cấp công cụ trong việc

INSEMAG tích hợp cơ sở dữ liệu quan trắc chất lượng môi trường của địa phương như các lớp bản đồ chuyên đề môi trường bên cạnh các lớp thông tin bản đồ địa lí như các lớp

về sông ngòi, hành chính, Về cấu trúc INSEMAG gồm ba mô đun chính là: ANGIMOD –

mô đun quản lý các dữ liệu quan trắc môi trường, ANGICAP – mô đun quản lý các nguồn thải điểm và tính toán phát tán ô nhiễm không khí theo mô hình Berliand, ANGIWASP – mô đun quản lý các cống thải xuống sông và tính toán phát tán ô nhiễm trong môi trường nước theo mô hình Paal đối với các nguồn thải hoạt động trong một khoảng thời gian xác định

Bên cạnh những ưu điểm nhất định, INSEMAG có một số nhược điểm như:

- Tính tự động hóa còn chưa cao Cụ thể là chưa tích hợp các TCVN 1995 và 2001 về chất lượng môi trường nước và không khí vào phần mềm Điều này gây khó khăn cho người sử dụng khi muốn so sánh các số liệu quan trắc với TCVN cho công tác đánh giá được chất lượng môi trường;

- Chưa có khả năng chuyển đổi dữ liệu từ các định dạng (format) khác vào INSEMAG Điều này gây khó khăn cho người dùng đã có sẵn các file ở dạng format khác muốn chuyển đổi vào INSEMAG

- Các Báo cáo môi trường được thực hiện còn kém tự động và chưa phong phú;

- Hỗ trợ GIS chưa nhiều ví dụ như chưa cài đặt các chức năng mới như tương tác trực diện trên bản đồ, tính diện tích và chu vi các hình;

- Các chức năng biểu diễn kết quả mô phỏng còn chưa phong phú

- Phần hỗ trợ tính toán mô phỏng còn ít ví dụ như các nguồn thải chưa thể nhóm lại thành group để thực hiện các phép xoá hay cùng tịnh tiến theo một vectơ cho trước Trong [6] đã đề xuất mô hình tin học mới khác về cơ bản so với INSEMAG Phần mềm được xây dựng trên cơ sở mô hình này được đặt tên là ENVIMNT (viết tắt của cụm từ tiếng Anh là ENVironmental Information Management software for Ninh Thuan)

ENVIMNT là sự tích hợp trong một công cụ duy nhất các module sau :

- Module quản lý bản đồ số hoá

- Module quản lý dữ liệu

- Module phân tích, truy vấn, làm báo cáo

- Module quản lý tập văn bản môi trường

- Module mô hình

- Module WEB

- Module quản lý giao diện và giao tiếp user

Sơ đồ cấu trúc của ENVIMNT được thể hiện trên Hình 5.8

Module điều khiển giao diện và giao tiếp với người dùng

Module quản lý nhập xuất CSDL

5.6.2 Module quản lý dữ liệu

Phần mềm ENVIMNT có mục tiêu kết hợp giữa GIS và hệ quản trị dữ liệu phi không gian (trong trường hợp cụ thể ở đây là các dữ liệu môi trường) thể hiện ở một số điểm dưới đây:

- ENVIMNT sử dụng hệ thống MS SQL server phiên bản 2000 để lưu trữ, hệ thống hóa, bảo quản dữ liệu liên quan tới môi trường như vị trí địa lí, địa chỉ của nguồn thải, mô tả vật lí của ống khói (chiều cao, đường kính), các phân tích liên quan tới các chất độc hại

mà nguồn thải này thải ra (đo đạc, lấy mẫu ), thông tin về tiêu chuẩn TCVN về chất lượng không khí, dữ liệu liên quan tới nhà máy quản lí ống khói này, các dữ liệu liên quan tới khí tượng, Đặc điểm nổi bật của dữ liệu này là tính đa dạng, phong phú các thuộc tính và thường xuyên thay đổi theo thời gian Chính vì vậy chỉ có những hệ

thống quản trị CSDL mạnh như MS SQL Server mới đủ sức để quản lý có hiệu quả các

dữ liệu này

- Xử lý thống kê các dữ liệu cũng như tính toán theo mô hình toán nhằm đánh giá mức

độ ô nhiêm môi trường cần thiết phải sử dụng ngôn ngữ lập trình đủ mạnh như Visual

C ++ kết hợp với các công cụ khác như : ToolKit, Objective Grid, Objective Graph, thư viện SQL API dùng truy cập cơ sở dữ liệu

Sơ đồ khối của module nhập xuất dữ liệu trong ENVIMNT được thể hiện trên Hình 5.9

text

Module nhập xuất dữ liệu

Module nhập xuất

dữ liệu môi trường

Module nhập xuất

tiêu chuẩn VN về

môi trường

Module nhập xuất văn bản về môi trường

Module nhập xuất dữ liệu môi trường từ FILE

Module nhập xuất dữ liệu môi trường bằng tay

Module nhập xuất dữ liệu môi trường từ các database khác

Module nhập xuất dữ liệu đối tượng không khí

Module nhập xuất dữ liệu đối tượng nước ngầm

Module nhập xuất dữ liệu đối tượng nước

Module nhập xuất dữ liệu đối tượng không khí

Hình 5.9 Sơ đố cấu trúc module nhập xuất dữ liệu

Phần mềm ENVIMNT cho phép thực hiện một số chức năng như tạo mới một trạm quan trắc mới, di chuyển trạm từ vị trí cũ sang vị trí mới Lưu ý rằng mỗi trạm quan trắc có các loại thông số :

- Thông số cố định theo thời gian (ví dụ như chiều cao ống khói)

- Thông số thay đổi theo thời gian (ví dụ lượng phát thải chất ô nhiễm)

Trước khi nhập số liệu, ENVIMNT yêu cầu người sử dụng xác định vị trí và thời điểm lấy mẫu theo qui trình được qui định trong TCVN Người sử dụng được cung cấp các giao diện với tiếng Việt thân thiện để nhập thông tin cần thiết

5.6.3 Module phân tích, truy vấn, làm báo cáo

Nội dung chính trong xử lý các số liệu quan trắc môi trường là lấy ra những thông tin

có ích cho một mục tiêu nào đó Ví dụ như chúng ta cần quan tâm tới thông tin: nồng độ của một chất cụ thể chẳng hạn như BOD và câu hỏi đặt ra là có bao nhiêu lần trong một khoảng thời gian nào đó (ví dụ như trong một năm xác định) giá trị nồng độ của BOD vượt quá giới hạn cho phép Chính vì vậy không chỉ lưu trữ, bảo quản các dữ liệu quan trắc môi trường,

ENVIMNT hướng tới chức năng cho phép phân tích các dữ liệu đã được lưu trữ trong CSDL

để đánh giá xu thế phát triển môi trường tỉnh Ninh Thuận

Các chức năng được xây dựng trong module truy vấn dữ liệu cho phép xác định vùng

và các nguồn có thể gây ra sự vượt quá chuẩn cho phép từ đó đưa ra những thông báo kịp thời cho các cơ quan chức năng, hỗ trợ cho việc thông qua quyết định nhằm khắc phục và làm giảm thiểu các hậu quả có thể

Hình 5.10 Sơ đồ module truy vấn dữ liệu

Bảng 5.1 Các module cơ bản trong khối xử lý truy vấn dữ liệu trong ENVIMNT

STT Tên module Nội dung

1 ENVIMQR1 Truy vấn dữ liệu theo thời gian, cho phép truy vấn theo dữ liệu

tùy chọn nằm trong khoảng thời gian xác định hoặc theo các giá trị trung bình theo ngày, tháng, năm do người dùng tự chọn

2 ENVIMQR2 Truy vấn dữ liệu vượt tiêu chuẩn cho phép Người dùng có thể

chọn các bản tiêu chuẩn VN cũng như các chỉ tiêu khác nhau trong tiêu chuẩn để so sánh với các giá trị quan trắc

3 ENVIMQR3 Truy vấn dữ liệu vượt chuẩn theo tần suất : cho phép xác định

các điểm quan trắc vượt quá một ngưỡng nào đó do người sử dụng chọn

4 ENVIMQR4 Truy vấn dữ liệu theo không gian được người dùng chọn.:

chọn huyện, chọn xã trong huyện, …

Báo cáo môi trường là một công việc không thể thiếu trong qui trình quản lý môi trường Báo cáo được thực hiện theo yêu cầu của các cấp quản lý nhằm đánh giá được chất lượng môi trường đối tượng quan tâm

Module tạo lập báo cáo

Đối tượng không khí Đối tượng nước Đối tượng khác

Module kết xuất các báo cáo theo các form cố định

Module truy vấn

theo thời gian

Module truy vấn dữ liệu vượt chuẩn

Module truy vấn dữ liệu theo khu vực

Module truy vấn dữ liệu theo tham số

tự do

Module kết xuất dưới dạng biểu đồ, hình ảnh Module kết xuất ra file word, excel

Module kết xuất các báo cáo theo định dạng động

Hình 5.11 Sơ đồ cấu trúc khối module tạo lập báo cáo

ENVIMNT cung cấp chức năng sản sinh báo cáo một cách tự động nhờ các công

cụ được xây dựng riêng Công cụ sinh báo cáo tự động có nhiệm vụ sinh ra các bảng biểu và bản đồ theo một định dạng cố định theo mẫu của cơ quan quản lý môi trường cấp trên theo tùy chọn của người quản lý

Dựa vào TCVN về môi trường cũng như một số tài liệu hướng dẫn nghiệp vụ quan trắc, trong ENVIMNT đã thiết kế mẫu báo cáo Các dòng thông tin trong module tạo lập báo cáo được trình bày trên Hình 5.11 Phần mới của ENVIMNT so với những sản phẩm trước đây là các module kết xuất các báo cáo định dạng động

5.6.4 Module quản lý tập văn bản môi trường

Người cán bộ quản lý môi trường trong giai đoạn hiện nay đòi hỏi phải nắm được một

số lượng lớn các tài liệu văn bản liên quan tới quản lý nhà nước về môi trường Ngay cả những người có bộ nhớ tốt nhất cũng không thể nhớ hết hay đọc hết các văn bản này ENVIMNT sẽ trợ giúp khắc phục khó khăn này bằng cách cho phép tích hợp các văn bản môi trường quan trọng

Người sử dụng có thể bổ sung những văn bản môi trường vào ENVIMNT tùy theo nhu cầu của mình

5.6.5 Module mô hình

Các phần mềm GIS thông dụng trên thế giới như Mapinfo, ArcView, rất mạnh về

xử lý các dữ liệu không gian nhưng không chuyên sâu về tích hợp mô hình toán Đây là lý do

thúc đẩy nhiều nhóm, Trung tâm nghiên cứu trên thế giới xây dựng các phần mềm tích hợp

mô hình toán với GIS để giải quyết nhiều bài toán ứng dụng Việc tích hợp mô hình toán vào GIS và xử lý dữ liệu môi trường đã được tiến hành trong nhiều đề tài trước đây mà ENVIMNT không phải là ngoại lệ

Trong ENVIMNT được tích hợp hai nhóm mô hình toán : mô hình phát tán ô nhiễm trong môi trường không khí Berliand và mô hình phát tán ô nhiễm trong môi trường nước Paal Các CSDL cần thiết để chạy mô hình toán trong ENVIMNT gồm : các dữ liệu từ các trạm khí tượng, các dữ liệu phi công nghệ về nguồn thải điểm (chiều cao, đường kính nguồn thải, tọa độ địa lý, tên cơ quan chủ quản, ) Các dữ liệu này được ENVIMNT quản lý và được người sử dụng lựa chọn để đưa vào phần kịch bản Ngoài ra, để chạy mô hình toán, các

dữ liệu liên quan tới sự hoạt động của nguồn thải (lưu lượng, tải lượng ô nhiễm, nhiệt độ khí thoát ra, ) được nhập vào thông qua giao diện của ENVIMNT

Các module con để thực hiện module này được trình bày trong Bảng 5.2

Khối module mô hình trong ENVIMNT hướng tới các mục tiêu:

- quản lý tổng hợp và thống nhất các thông tin liên quan tới các phát thải, xả thải;

- tính toán theo mô hình sự lan truyền và khuyếch tán tác nhân ô nhiễm trong môi trường không khí và nước bề mặt;

- cung cấp công cụ trong việc phân tích, đánh giá ảnh hưởng các nguồn điểm theo các hoạt cảnh khác nhau

Cơ sở lí luận và thực tiễn của mô hình Berliand và Paal đã được nghiên cứu trong công trình khoa học của các nhà khoa học trong và ngoài nước

Bảng 5.2 Các module con cần thiết cho phần mềm tích hợp

5.6.6 Module WEB

Một trong những kết quả của đề tài này là xây dựng trang Web riêng phục vụ cho công tác quản lý nhà nước của Sở Tài nguyên và Môi trường Ninh Thuận Các chức năng chính của Web này gồm:

- User với quyền hạn chế

- Chức năng đổi mật khẩu, tên đăng nhập

- Chức năng đổi thông tin cán bộ

- Chức năng xem và thêm thông tin về khí tượng

- Chức năng duyệt và nhập tin tức

- Chức năng duyệt, ghi nhận, trả lời thông tin góp ý

- Chức năng nhập lịch tiếp dân

- Chức năng nhập văn bản, thủ tục đăng ký môi trường

- Chức năng duyệt và nhập tin tức tài nguyên

- Chức năng nhập thư ngỏ

- Chức năng nhập dự báo thời tiết

- User với quyền không hạn chế

- User hệ thống với quyền cao nhất

5.6.7 Module quản lý giao diện và giao tiếp user

Ký hiệu tên các

module

Chức năng của các module

ENVIMODEL1 Nội suy các dữ liệu theo không gian

ENVIMODEL2 Vẽ đường đồng mức

ENVIMODEL3 Mô hình Berliand tính toán mô phỏng lan truyền và

khuếch tán chất ô nhiễm cho nguồn điểm thải cao ENVIMODEL4 Mô hình Paal tính toán mô phỏng phát tán chất ô

nhiễm từ cống xả ENVIMODEL5 Xây dựng lưới tính toán rời rạc theo không gian cho

tính toán mô phỏng cũng như biểu diễn trực diện các

dữ liệu ENVIMODEL6 Lấy những thông tin cần thiết từ CSDL cho tính toán

mô phỏng ENVIMODEL7 Lấy những thông tin cần thiết từ kết quả tính toán

mô phỏng để biểu diễn kết quả hoặc thông qua quyết định

ENVIMODEL8 Biểu diễn kết quả tính toán mô phỏng dưới dạng các

đồ thị

lớp thông tin của GIS

Các module quản lý bản đồ số hoá, quản lý dữ liệu, phân tích, truy vấn, làm báo cáo, quản lý tập văn bản môi trường và module mô hình cùng làm việc trong một hệ thống thống nhất thông qua module quản lý giao diện và giao tiếp user Mối liên hệ giữa các module này

và module quản lý giao diện và giao tiếp user được thể hiện trên Hình 5.8

5.6.8 Một số công cụ khác

ENVIMNT cho phép tìm kiếm nhanh chóng các điểm lấy mẫu theo tên gọi hay mã số Chức năng này cho phép người sử dụng nhanh chóng tìm kiếm các trạm (trong số rất nhiều trạm hiện lên trên bản đồ) Khi người sử dụng nhập vào các thông số một cách chính xác theo yêu cầu của ENVIMNT, trạm lấy mẫu cần tìm sẽ hiện ra ngay (nhấp nháy trên màn hình và hiện ra màu đỏ) Bạn đọc quan tâm nhiều hơn nữa những thông tin về ENVIMNT có thể truy cập vào trang Web: www.envim.com.vn

Hình 5.12 Giao diện của phần mềm ENVIMNT

Câu hỏi và bài tập

1 Tính cấp thiết phải ứng dụng CNTT trong công tác quản lý tài nguyên môi trường tại Việt Nam trong giai đoạn hiện nay

2 Thế nào là một Hệ thống thông tin hỗ trợ phân tích dữ liệu môi trường

3 Thế nào là một Hệ thống quan trắc môi trường Chức năng của hệ thống này Cơ sở kỹ thuật để xây dựng các Hệ thống quan trắc môi trường

4 Trình bày sự phân cấp trong hệ thống quan trắc môi trường trong hệ thống quốc gia Chức năng của từng cấp

5 Trình bày mô hình Hệ thống thông tin môi trường cấp tỉnh thành trên ví dụ phần mềm ENVIMNT

Tài liệu tham khảo

1 Bùi Tá Long và CTV, 2002 Hệ thống thông tin trợ giúp công tác quản lý, qui hoạch và đánh giá tác động môi trường Báo cáo tổng hợp kết quả đề tài cấp Trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ quốc gia 1999 – 2000, 121 trang

2 Bùi Tá Long và CTV, 2002 ENVIM, phần mềm hỗ trợ quản lý môi trường tổng hợp và thống nhất Sản phẩm đề tài Nghiên cứu Khoa học Công nghệ tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, 4/2002 69 trang

3 Bùi Tá Long và CTV, 2002 INSEMAG, phần mềm hỗ trợ quản lý môi trường nước và không khí cho tỉnh An Giang Sản phẩm đề tài Nghiên cứu Khoa học Công nghệ tỉnh An Giang, 9/2003 120 trang

4 Bùi Tá Long, Lê Thị Quỳnh Hà, Lưu Minh Tùng, 2004 Xây dựng phần mềm hỗ trợ công tác giám sát chất lượng môi trường cho các tỉnh thành Việt Nam Tạp chí Khi tượng Thủy văn, N 12 (517), 2004, trang 10 – 19

5 Bui Ta Long, Le Thi Quynh Ha, Ho Thi Ngoc Hieu, Luu Minh Tung, 2004 Integration of

GIS, Web technology and model for monitoring surface water quality of basin river : a

case study of Huong river Proceedings of International symposium on Geoinformatics for spatial – infrastructure development in earth and allied sciences Pp 299 – 304

6 Bùi Tá Long, Lê Thị Quỳnh Hà, Lưu Minh Tùng, Võ Đăng Khoa, 2005 Xây dựng hệ

thống thông tin môi trường hỗ trợ thông qua quyết định môi trường cấp tỉnh thành Tạp chí Khí tượng – Thủy văn, số 5 (533), trang 31 – 40

7 Bui Ta Long, Le Thi Quynh Ha, Cao Duy Truong, Nguyen Thi Tin, 2005 Integration GIS and environment information system for environment management in central

economic key region of VietNam Proceedings of Asean Conference on Remote sensing, Ha Noi 7-11/11/2005 10 p

CHƯƠNG 6 MỘT SỐ MÔ HÌNH MẪU LAN TRUYỀN CHẤT

Ô NHIỄM TRONG MÔI TRƯỜNG

Hiện nay không có một lĩnh vực hiểu biết, nhận thức nào mà người ta không nói đến

mô hình Trong nghĩa rộng, mô hình được hiểu là một cấu trúc được xây dựng trong tư duy hoặc thực tiễn, cấu trúc này tái hiện lại thực tế ở dạng đơn giản hơn, công thức hơn và trực quan hơn Chức năng quan trọng nhất của mô hình là chức năng nghiên cứu Trong thực nghiệm mô hình vừa là đối tượng được nghiên cứu, vừa là công cụ nghiên cứu đối tượng được mô hình hóa Ưu điểm chủ yếu của các thực nghiệm trên mô hình – đó là khả năng nghiên cứu nhiều tình huống mà trên các đối tượng thực có khi hiếm xảy ra, hoặc chỉ xảy ra trong tương lai

Như đã lưu ý ở các chương trước, hệ thống thông tin môi trường trong giai đoạn hiện nay không chỉ thu thập, xử lý các dữ liệu quan trắc đo đạc được mà còn phải có khả năng dự báo cũng như tính toán các hậu quả có thể có do việc thực thi các dự án hoạt động kinh tế Đây chính là lý do cần mở rộng khái niệm Hệ thống thông tin môi trường thành Hệ thống thông tin – mô hình môi trường như đã được chỉ ra trong phần hai của giáo trình này Thành phần quan trọng của Hệ thống thông tin – mô hình môi trường là ngân hàng các mô hình về các môi trường nước, không khí và đất Sự tích hợp các mô hình vào hệ thống thông tin môi trường là một trong những nhiệm vụ quan trọng trong bất kỳ dự án về hệ thống thông tin môi trường nào Phần dưới đây trình bày khái quát về một số mô hình mẫu lan truyền chất ô nhiễm không khí và nước Giáo trình này không đặt mục tiêu trình bày đầy đủ về lĩnh vực mô hình lan truyền chất Đây sẽ là một môn học độc lập khác Mục tiêu của chương trình giới thiệu một số mô hình về nước và khí đã được tác giả giáo trình này nghiên cứu từ khía cạnh lý luận cũng như thực tiễn Đây là cơ sở lý luận cho các phần mềm CAP cũng như các phần mềm ENVIMWQ 2.0, ENVIMAP 2.0, ECOMAP 2.0

6.1 Mô hình lan truyền chất ô nhiễm không khí từ nguồn điểm

Sự lan truyền các chất ô nhiễm khác nhau trên một diện rộng trong khí quyển là quá trình vật lý rất quan trọng Sự lan truyền các chất ô nhiễm không khí theo diện rộng trong khí quyển có thể gây ra tổn thất nặng nề (ít nhất dưới các điều kiện khí tượng nào đó) cho nhiều vùng khác nhau mặc dù trong những vùng này không có bất kỳ nguồn thải lớn nào Vì vậy quá trình này cần được nghiên cứu cẩn thận

Có hai câu hỏi được quan tâm nhiều nhất cần trả lời là:

(1) Sự tham gia của các nguồn thải từ một vùng đã cho đến các vùng lân cận diễn ra như thế nào ?

(2) Mối liên hệ giữa mức phát thải với mức ô nhiễm tại các vùng lân cận? (những yếu

tố nào ảnh hưởng đến việc làm giảm đi mức ô nhiễm tại vùng lân cận)

Việc giải đáp hai câu hỏi trên sẽ giúp cho nỗ lực giảm mức độ ô nhiễm đến mức qui định một cách tối ưu Bình thường giảm ô nhiễm là quá trình tốn kém, vì vậy làm thế nào để giảm thiểu ô nhiễm đến mức cần thiết là một bài toán mang ý nghĩa thực tiễn quan trọng Các

mô hình toán mô phỏng ô nhiễm không khí là những công cụ không thể thiếu để giải quyết các bài toán được phác họa ở trên Phần dưới đây trình bày ngắn gọn một số vấn đề liên quan tới mô hình hóa nhiễm bẩn không khí

Trước khi đi vào trình bày chi tiết chúng ta cùng nhau xem xét các thuật ngữ đã được

Tổ chức năng lượng quốc tế định nghĩa như sau:

Chuyển động của dòng không khí dưới tác động của gió trong thời gian và sau giai

đoạn nâng cột khói gọi là sự lan truyền (transport) Chuyển động rối của khí quyển gây nên

sự chuyển động tùy ý của khí thải, dẫn tới sự lan đi của nó theo các hướng ngang và đứng

cùng không khí Quá trình này gọi là khuếch tán không khí (atmospheric diffusion) Sự tổ hợp của lan truyền (transport) và khuếch tán (diffusion) gọi là sự phân tán không khí

(atmospheric dispersion) Mô hình mô tả các quá trình này gọi là mô hình lan truyền khuếch tán không khí (atmospheric transport-diffusion) hay các mô hình phân tán không khí (atmospheric dispersion)

Hiện tượng vật lý được gọi lan truyền ô nhiễm không khí diện rộng, bao gồm 3 giai đoạn chính:

1.Phát thải (emission) Trong giai đoạn đầu tiên này, các chất ô nhiễm tỏa (emitted)

vào khí quyển từ các nguồn thải khác nhau Nhiều nguồn thải là do con người, nhưng một số chất ô nhiễm lại được phát ra từ các nguồn tự nhiên

2.Lan truyền (transport) Lan truyền chất ô nhiễm thật sự diễn ra trong giai đoạn thứ

hai Tác nhân gây ra là gió (Lan truyền chất ô nhiễm trong không khí do gió trong một

số tài liệu còn được gọi là “ sự truyền tải các chất ô nhiễm không khí” “advection of the air pollutant”)

3.Biến đổi trong quá trình lan truyền (Transformations during the transport) Ba quá trình vật lý chính diễn ra suốt quá trình lan truyền các chất ô nhiễm trong khí quyển:

3.1.Khuếch tán (Diffusion) Các chất ô nhiễm không khí khuếch tán rộng trong khí

quyển (theo cả chiều ngang và chiều dọc)

3.2.Lắng đọng (Deposition) Một số chất ô nhiễm bị lắng đọng ở nhiều nơi trên bề mặt

trái đất (đất trồng, nước, và cây cối) Hai loại hiện tượng lắng đọng thường được quan tâm: lắng đọng khô và lắng đọng ướt Lắng đọng khô tiếp tục trong suốt quá trình lan truyền diện rộng trong khi lắng đọng ướt chỉ diễn ra khi có mưa

3.3.Phản ứng hóa học (Chemical reactions) Nhiều phản ứng hóa học khác nhau diễn

ra trong suốt quá trình lan truyền chất ô nhiễm trong khí quyển Kết quả của các phản ứng hóa học này là nhiều chất ô nhiễm thứ cấp được tạo ra (các chất ô nhiễm không khí được thải trực tiếp từ các nguồn thải trong không khí thường được gọi là các chất ô nhiễm sơ cấp

6.1.1 Cơ sở lựa chọn mô hình tính toán lan truyền và khuếch tán chất ô nhiễm không khí

Các mô hình nhiễm bẩn của không khí là biểu diễn toán học các quá trình phân tán tạp chất và các phản ứng hóa học diễn ra, kết hợp với tải lượng, đặc trưng của phát thải từ các nguồn công nghiệp và các dữ liệu khí tượng được sử dụng để dự báo nồng độ chất bẩn đang xét

Các nghiên cứu trong 70 năm qua trong lĩnh vực này cho thấy: ngoài các khó khăn mô phỏng các tham số khí tượng (sự phân bố của gió và nhiệt độ trong lớp biên của khí quyển, sự

mô tả các quá trình khuếch tán và bức xạ mặt trời), cần phải lưu ý đến các yếu tố liên quan tới bản chất của các chất ô nhiễm: sự nóng lên của các chất được thải ra, sự chuyển hóa do kết quả của các phản ứng hóa học