Xác lập cơ sở khoa học ứng dụng công nghệ địa tin học xây dựng cơ sở dữ liệu đánh giá chất lượng môi trường nước mặt vùng mỏ cẩm phả, quảng ninh tt

Có thể tìm hiểu luận án tại ư viện: Thư viện Quốc Gia, Hà Nội hoặc Thư viện Trường Đại học Mỏ - Địa chất... Ngoài nh ng nguyên nhân ph quát do ô nhi m không khí, chất th i rắn, chất th i

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

NGUYỄN THỊ LỆ HẰNG

Ở Ọ ỨNG NG NG NG Ệ

ĐỊ T N Ọ NG Ở Ệ Đ N G

ẤT Ư NG TRƯỜNG NƯỚ T VÙNG MỎ Ẩ Ả ẢNG N N

N : ậ T ắ ị -

Mã số: 9.52.05.03

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ Ỹ THUẬT

Hà Nội - 2018

Khoa Trắc địa Bản đồ và Quản lý đất đai

Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

N ười ướng dẫn khoa học:

Luận án sẽ ược b o vệ ước Hội á iá luận án cấp

T ường họp tại , T ườ Đại học Mỏ - Địa chất vào

h i … iờ … y … á … ăm 2018

Có thể tìm hiểu luận án tại ư viện: Thư viện Quốc Gia, Hà Nội

hoặc Thư viện Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Ở ĐẦ

1 Tính cấp thiết của đề tài

Nướ mộ i y vô iá,

iế yế ố v môi ườ C ể i ướ

yế ị ế ại v á iể m i ố i

Việ N m mộ ướ i y ướ mặ

ặ v vị ị v ặ iểm i iệ i , ượ

ướ mặ ướ ố ô v ời i v ô

i , ẫ ế ì ạ v ị ụ ườ y ,

i v ại ị ô ạ i , mặ

i y ướ i , y i i y ướ mặ Việ

N m ô i vô ậ Nướ mặ ị ư ượ

i ă ố gây áp l c ngày càng nặng n ối với i y ướ

mặ á ệ ố ô , ư v iể ôi ườ ướ mặ nhi v ế iới ị ô nhi m ặ i ước th i, khí

th i và chất th i rắ X y iệ ấ ượ ướ mặ

mộ vấ ấ iế , ụ vụ ô á , vệ v

ụ v i y ướ mặ Việ N m

Việ N m mộ ố i i y á , mộ ố ại ượ ộ ại ớ v ư

á, ắ , i á mỏ ô iệ i vai trò quan trọng trong n n kinh tế Việ N m, ọ ối với

á iể i ế - ội ướ ời i ạ ợi

ớ m ại, ô iệ i á mỏ á ộng mạnh mẽ

ối với các thành ph i y , môi ường, phá vỡ thế hài hòa vốn

có c a c nh quan thiên nhiên trên một diện tích rộng lớn Tại á

v i á mỏ ộ i , ô ắ , ớ

á máy ư iế ướ i môi ườ m ô ấ

ì ạ , trong nh ăm ướ y, i

vị i á á n chỉ m ến lợi ích kinh tế ước mắt

mà xem nhẹ công tác b o vệ môi ường Hậu qu là nhi u thành ph n

i y v môi ường vùng mỏ bị á ộng và biế i mạnh mẽ,

ư ng tr c tiếp hoặc gián tiế ế ời sống dân sinh trong khu v c

m ước mặt là mộ ối ượng quan trọng

C ư i u vùng khác trong c ước, Cẩm Ph là thành phố công-nông nghiệp Bên cạnh công nghiệp mỏ, các loại hình công nghiệp

á ư iệ iệ , i mă , v.v y ược phát triển Cùng với quá trình công nghiệ á v ô ị hoá, dân số ngày một

ă , u cung cấ ước cho các ngành công-nông nghiệp và sinh hoạt ngày càng lớn Một nghị i n ra gay gắt: công nghiệp càng phát triển, dân số ă ì i y ước mặt ngày càng bị suy thoái c v số ượng và chấ ượng Các ngu ước mặt trong các

ao h , sông suối v ước ven biển vùng mỏ Cẩm Ph ị ô nhi m

tr m trọng Ngoài nh ng nguyên nhân ph quát do ô nhi m không khí, chất th i rắn, chất th i lỏng từ hoạ ộng công nghiệp, giao thông vận

t i, nông nghiệp và sinh hoạt c ười dân, chấ ượ ước mặt vùng

mỏ Cẩm Ph còn bị suy gi m nặng n b i nguyên nhân khai thác mỏ Nước mỏ lộ thiên, h m ò; ước mỏ từ á tuyể á , ước

ch y tràn từ bãi th i và bãi ch v.v… á ố m i ă quy mô và m ộ ô nhi m làm suy gi m nghiêm trọng chấ ượng ước mặt vùng mỏ Cẩm Ph Dân số y ă , á ạ ộng du lịch, công nghiệp khai thác khoáng s , , i mă y m rộng là các nguyên nhân t ng hợp làm suy gi m chấ ượng tài nguyên ước mặt vùng mỏ Cẩm Ph Mọi nghiên c á ịnh nguyên nhân, phân tích các thành ph , á iá ấ ượng ngu ước mặt vùng mỏ Cẩm Ph Qu ng Ninh là nhu c u cấp thiết nhằm á ịnh di n biến chất

ượ ước, phân vùng và nhận diện các thành ph n ô nhi m, ướng tới xây d ng các gi i pháp x lý, qu n lý các ngu ước mặt trong khu

v c, góp ph ă ừa, gi m thiểu á á ộng tiêu c c, nâng cao chấ ượ ước sạ ư v Q ng Ninh nói chung và khu

v c Cẩm Ph nói riêng

Có nhi ư á á iá ấ ượ ước mặt M i

ư á ư ượ iểm v i u kiện ng dụng riêng Dù là

á iá ằng ư á i d d liệu Mặc ược quan trắc nhi , ư liệ ước mặt vùng mỏ Cẩm Ph

Qu ng Ninh vẫn còn bị phân tán v ịnh dạng, v cấu trúc, v chuẩn hoá d liệ v.v… ộ d liệ y , ược xây d ng bằng các phư á v ô ệ hiệ ại với các kh ă ập nhật, qu n lý, phân tích, hiển thị và chia sẻ kịp thời ô á á iá chính xác và hiệu qu các thành ph i y , môi ường nói chung

v i y ước mặt nói riêng [10] Công nghệ ịa tin học mà tiêu biểu là vi n thám và hệ ô i ịa lý (GIS) là các công cụ hiệ ại

á ng các yêu c Với , i ậ á “Xác lập cơ

sở khoa học ứng dụng công nghệ địa tin học xây dựng cơ sở dữ liệu đánh giá chất lượng môi trường nước mặt vùng mỏ Cẩm Phả, Quảng Ninh” ấ á ừ y i v ọ ế

ậ ượ ậ á iệ ụ ô

ệ Đị i ọ ư ấ ô i ị ời, i á iám á , á iá v vệ môi ườ ướ mặ

ướ mặ v á y y ô i m ướ mặ Việ N m, á

ư á á iá ấ ượ ướ mặ ; ì ì i

v i ướ i ế ụ ô ệ ị i ọ

y iệ v á iá ấ ượ ướ mặ

- N i ọ y v i á iệ

ướ mặ ằ ô ệ ị i ọ ụ vụ ô á , iám

á v á iá ấ ượ ướ mặ

- T ậ ố iệ ắ ấ ượ ướ mặ ại 15 iểm

ắ ấ i v 20 iểm v v iể Cẩm P ụ vụ

ướ , á iá ấ ượ ướ ằ ỉ ố WQ , á iá ấ ượ

ướ ế ợ với ư iệ vi ám

3 Giới hạn và phạm vi nghiên cứu

a/ Đối tượng nghiên cứu

Xuất phát từ yêu c u c i, ối ượng nghiên c u c a luậ á

ấ ượ ướ mặ v i á mỏ

b/ Phạm vi nghiên cứu

- P ạm vi ô i : ậ á ọ iệm v Cẩm P - Q Ni

- P ạm vi ời i : i ậ á y với á ố iệ

ắ môi ườ ướ mặ ượ iế ại Cẩm P i i ạ 2011

- 2016 T ậ á ụ 02 vệ i ọ Senti 2 ăm 2016 ằm á iá ố m ượ mộ ố ô

ố ấ ượ ướ v v iể Cẩm P

4 hương pháp nghiên cứu

S v m m á iá môi ườ QWi y

v i á iệ ấ ượ môi ườ ướ mặ

v Cẩm P , Q Ni

- P ư á ố : ụ ố ằm

á iá i iế v ăm ấ ượ môi ườ ướ mặ

v Cẩm P , Q Ni ại 15 ạm ấ i

- P ư á vi ám: ụ vệ i

ọ S i 2 ằm á ị ố m ượ mộ ố ô ố

ấ ượ ướ v v iể Cẩm P , Q Ni

5 ác luận điểm bảo vệ

Q Ni mộ á iệ ời i v ô i ô

á ậ , ố ô i

6 Những điểm mới của luận án

ứ n t, ế ợ á m m S v m m , á

iá môi ườ QWi y iệ ấ ượ ướ

mặ ư á ợ v iệ ối với iệ ạ ạ

v ố iệ ắ ấ ượ ướ mặ v i á mỏ ướ

iệ y

ứ ai, iệ y ậ á ô ụ iệ

ụ vụ , á iá v iám á ấ ượ môi ườ ướ mặ

ô ậ á ô ố ấ ượ ướ , á iá

ằ ỉ ố WQ , ế ợ ư iệ vi ám á ị m ượ

á ô ố ấ ượ ướ …

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Ý nghĩa khoa học: Kết qu nghiên c u c tài luậ á i

iệ ọ v ng minh tính hiệu qu , i ậy c

ư á ụ ô ệ Đị i ọ y v i

á iệ môi ườ ướ mặ

Ý nghĩa thực tiễn: iệ môi ườ ướ mặ y

i ậ á ể ượ i á ng dụ ụ vụ ô á

, iám á v ụ v i y ướ mặ i ,

i y ướ mặ v i á mỏ i i

8 ấu trúc luận án

Luậ á m 03 ư n m u, kết luậ v i liệu tham kh o

NỘI DUNG CỦA LU N ÁN hương 1 T NG N VỀ VẤN ĐỀ NG N Ứ 1.1 hái niệm nước m t và đánh giá chất lư ng nước m t

1.2 Những ếu tố ảnh hưởng tới chất lư ng nước m t

1.2.1 Nước thải sinh ho t

1.2.2 Nước thải công nghiệp

1.2.3 Nước thải t

1.2.4 Nước thải nông nghiệp

1.3 dụng ch số đánh giá chất lư ng nước m t

Để á iá ấ ượ ướ ư m ộ gây ô nhi m ước

có thể d a vào một số chỉ i ợ Cá ỉ i y ượ i

3 m: m ỉ i vậ , ộ m , ộ ụ , ấ ắ , m ỉ i ọ m ượ y ò ướ - O,

y i ọ - O , y ọ - CO , im ại

ặ , á ợ ấ , , á ợ ấ i v m ỉ

i i ọ vi ẩ i Việ á iá ấ ượ ướ mặ ằ

á ỉ i ợ ể ượ iệ ằ á á với QCVN 08-MT:2015/BTNMT

Chỉ số chấ ượ ước (viết tắt là WQI) là một chỉ số ược tính

toán từ các thông số quan trắc chấ ượ ướ , ể mô t ịnh ượng v chấ ượ ước và kh ă dụng c a ngu ướ v ược biểu di n qua mộ iểm Đ y mộ ư á á iá

ấ ượ ướ iệ , ượ ụ ộ i Việ N m [1,7,12,16] C ỉ ố WQ iá ị ừ 0 ế 100,

ấ ượ ướ ượ i 5 ấ ư 1.2

Bảng 1.2 Bảng xác định giá trị WQI tương ứng với mức đán giá c t

iệ ấ ượ ướ mặ , á ư á ội y ư W,

i i ượ ụ á i i 40 , Gunarathna et al [43], McKinney and Annning [52], Mayer [53], Nas [53], Oke et al [59], Raikar et al [61 , ằm y ố

m ượ á ô ố ấ ượ ướ mặ

Tư iệ vi ám ượ ế ợ với ậ S á

iá ấ ượ môi ườ ướ mặ ạ á ị ừ vệ

i ọ ă ể iệ ặ iểm ạ mộ ố ô

ố ấ ượ ướ [62-64], iệ vi ám ượ ụ iệ

khi ế ợ với ế ắ ằm y m i y á iá

ấ ượ ướ C ể ể ế á i 37, 38], Cheng and Lei [35], He et al [46], Olet [60], Wang et al [73], Sudheer et al [69], Xing-Ping Wen [78], Yuan - Fong Su [77],… Nướ i á ì i á á mộ y

ọ y ô i m á ướ mặ v ướ m á v

mỏ ộ ố i ư m 26], Evans [39], Mays [50], Pierre-Yves [65], Twardowska and Szczepanska [70], Tomic [71], Woldai [74 … ụ ậ Đị i ọ ụ vụ y

iệ v á iá ấ ượ môi ườ ướ mặ á

v i á mỏ

1.4 rong nước

Cá i ướ y Việ N m á iá ấ ượ

ướ mặ yế ụ ỉ ố WQ ô á mẫ ướ ,

ể ể ế á i P ạm T ế v N y Vă Huy [1], T ư Vă Đ v ộ 3 , Tô T ấ 7 , N y

11 , N y Vă T 14 , T ị 72 …Đối với v

Q Ni , ạ á á á iá môi ườ ướ mặ

i ngu n nước mặt ở v ng mỏ uảng inh

Qu ng Ninh có hệ thống sông, suối dài trên 10 km, diệ ư

v c xấp xỉ 3000 km2 Các sông lớn là sông Ka Long, Tiên Yên, Ba Chẽ

có diệ ư v c g n 1000 km2 Mạ ưới sông, suối y ặc, mật

ộ trung bình 1 - 1,9km/km2, i ến 2-2,4 km/km2

Ngoài các con sông lớn, tỉnh Qu ng Ninh còn có một số con sông nhỏ có chi u dài kho 10 m, ư v ưới 300 km2, ố dọc theo ven biển từ thị Cái ến huyện Hoàng B , Đô T i , Y ư

1.5.2 nh hưởng c h i thác hoáng sản tới chất lượng nước mặt

ượ ướ i mỏ 38 iệ m3 ư ể ướ ôi ừ á i

i mỏ Chấ ượ ước mặt khu v c Cẩm Ph ị suy gi m trong nhi ăm Cá ỉ số TSS, O , CO v.v ước tại sông Mông

ư , ối Bàng Nâu, suối Bàng Tẩy, suối Khe Chàm v.v quan trắc

tr i i ạ ăm 2005-2009 á , vượt tiêu chuẩn cho phép,

m ượng cặ á ăm 2006, 2007, 2008 vượt QCVN v ước mặt từ 1÷15,2 l n H u hế ước mặt trong các sông, suối khu v c Cẩm Ph , ặc biệt là các vị tró g n khu v c khai thác u bị ô nhi m chất h , vô v ô i m d u mỡ Kết qu quan trắc trong

i i ạn 2005-2009 cho thấy: m ượ m i, i i ước song, suối ă với tiêu chuẩn Các thông số kim loại nặng

ộc hại, vi sinh vậ ướ u nằm vượ ưỡng cho phép c a QCVN

1.6 Tiểu kết chương 1

Đá iá ì ì á ụng công nghệ công nghệ Địa tin học xây d CS v á iá ấ ượ môi ườ ước mặt vùng

mỏ ước ta nhận thấy ò ư ng bộ, ư ỉ , ư u khắ v ặc biệ ư cậ ến yếu tố thời i v ư ể hiện s thống nhấ ng dạng trong thiết kế cấu trúc d liệu Ph n kết qu chính ường là b với các lớp thông tin khác nhau, có các b ng d liệu thông số môi ườ ư ỉ thể hiện giá trị mà thiếu liên kết với

ô i ịa lý và s thể hiện thời gian di n biế Đ ng thời số ượng

thông tin còn hạn hẹp và hiển thị một cách khó theo dõi, kết qu mô hình hóa d liệ ư á với th c tế ng dụng c a các công

ì y ư ợp th c ti n

Đối với công tác quan trắ môi ườ ước vùng mỏ, có thể nhận thấy khối ượng công việc là rất lớn, dẫ ến khối ượng d liệu

ất lớ , ược nhi á ắc trong nhi ăm,

m i ăm i ợt, và m i ợt nhi u thông số, nhi u trạm ối ượng d liệu lớ ư ì ạng qu n lý còn nhi ă , ạn chế Các biểu mẫu báo cáo gi á , i á ợt quan trắc khác nhau thì khác nhau D liệ ư ược cập nhật thành CSDL thống nhấ , ư i ẩ , y ă ười s dụng

Cô ệ ị i ọ i , ô ệ S v vi ám

i i mộ ô ụ iệ y iệ á iá

ấ ượ môi ườ ướ mặ Cá i v i ướ

ấy, ă ô i S ế ợ ư iểm ô ệ vi ám ư iệ m ộ , ời i

cơ sở dữ liệu phục vụ đánh giá chất lư ng m i trường nước m t 2.1.1 hái niệm về Địa tin học và cơ sở dữ liệu

Địa tin học (Geomatics), hay còn gọi là Công nghệ không gian

ị ọc thu thậ , ư , x lý và cung cấp thông tin

ịa lý, hoặc thông tin không gian tham chiếu Geomatics là một thuật

ng khoa họ ò ư ối mới, ượ ấ i Dubuisson (1969) với mụ ết hợp khoa học Trắ ịa (Geodesy) và Tin họ ịa lý (Geoinformation) Nó bao g m các công cụ và k thuậ ược s dụng

ạc kh á T ái Đấ ư vi n thám, b , hệ ô i ịa

lý (GIS), hệ thố ịnh vị vệ tinh toàn c u (GPS, GLONASS, Galileo,

C m , ịa lý và các khoa học liên quan Thuật ng y ược s

dụn u tiên C , ược T ch c tiêu chuẩn quốc tế ISO (International Organization for Standardization) và nhi ốc

iệ i , iệ ấ ượ môi ườ ướ mặ

i i mộ á ậ iệ iệ ắ ể ượ ẩ ,

yể i ị ạ mộ á á m m S, ư

mộ iệ ố ấ v ụ ậ iệ ụ vụ á

iá ấ ượ ướ mặ N ười ể iế ậ , i á ,

ụ v ậ ậ iệ ấ ượ ướ C iệ S ấ

ượ môi ườ ướ mặ ể ấ ô i i á

ư á iệ á ụ ể á iá, iám á v ụ

v i y ướ mặ Đặ iệ iệ y với á iể , mộ ô ệ mới ời - ô ệ W S, ười ụ ể i á v ụ iệ ấ

C với ô ệ S, ừ ối ế XX, ậ vi ám

ượ ụ ộ i v m ại iệ ọ i

á iá ấ ượ ướ Tư iệ vi ám với ộ i i ô

i ạ i , iám á á v ướ á y mô

á 2.1