Khóa luận ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) vào công tác quản lý, thu gom, vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt tại phường đồng quang, thành phố thái nguyên

--- LÊ LƯƠNG THẢO ỨNG DỤNG GIS VÀO CÔNG TÁC QUẢN LÝ, THU GOM, VẬN CHUYỂN CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT TẠI PHƯỜNG ĐỒNG QUANG THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo :

-

LÊ LƯƠNG THẢO

ỨNG DỤNG GIS VÀO CÔNG TÁC QUẢN LÝ, THU GOM,

VẬN CHUYỂN CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT TẠI PHƯỜNG ĐỒNG QUANG THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy

Chuyên ngành : Địa Chính Môi Trường

Khoa : Quản Lý Tài Nguyên

Giảng viên hướng dẫn : TS NGUYỄN VĂN HIỂU

Thái Nguyên, năm 2020

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập và rèn luyện tại trường Đại Học Nông Lâm - Thái Nguyên, em đã nhận được sự dạy bảo và giúp đỡ ân cần của các thầy cô giáo khoa Quản Lý Tài Nguyên, cũng như các thầy cô giáo trong trường đã trang bị cho em những kiến thức cơ bản, tạo cho em được lòng tin vững bước trong cuộc sống và công tác sau này

Em xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, BCN khoa và các thầy, cô giáo, cán bộ công nhân viên khoa Quản Lý Tài Nguyên trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên đã dạy bảo tận tình chúng em trong toàn khóa học

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới thầy giáo TS Nguyễn Văn Hiểu đã trực tiếp hướng dẫn, tạo mọi điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình thực tập tốt nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn Trung Tâm Nghiên Cứu Địa Tin Học – trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên cùng toàn thể các Anh Chị nhân viên đã tạo điều kiện thuận lợi để em thực hiện đề tài tốt nghiệp

Tôi xin chân thành cảm ơn người thân trong gia đình và toàn thể bạn bè

đã luôn tận tình giúp đỡ động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2020

Sinh viên

Lê Lương Thảo

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Thành phần CTR sinh hoạt đặc trưng 8 Bảng 2.2 Phân loại CTR theo công nghệ quản lý, xử lý 10 Bảng 2.3 So sánh sự khác nhau giữa giữa dữ liệu vector và raster 22 Bảng 4.1 Dân số trung bình Phường Đồng Quang giai đoạn 2016 – 2019 35 Bảng 4.2 Dân số trung bình của 12 tổ dân phố năm 2019 tại

Phường Đồng Quang 35 Bảng 4.3 Nguồn phát sinh CTR sinh hoạt tại Phường Đồng Quang

năm 2019 37 Bảng 4.4 Tổng lượng rác thải phát sinh theo khu vực của Phường Đồng Quang năm 2019 38 Bảng 4.5 Tổng khối lượng CTR sinh hoạt theo ngày và theo năm tại 12 Tổ của Phường Đồng Quang năm 2019 38 Bảng 4.6 Lượng rác thải được thu gom và xử lý qua các năm từ 2016 – 2019 tại Phường Đồng Quang 39 Bảng 4.7 Tỉ lệ thành phần CTR sinh hoạt tại Phường Đồng Quang

năm 2019 39 Bảng 4.8: Phương tiện và số lượng thu gom CTR sinh hoạt tại Phường

Đồng Quang năm 2019 42 Bảng 4.9: Số lượng các điểm tập kết trên địa bàn Phường Đồng Quang 42 Bảng 4.10 Dự báo gia tăng dân số trên địa bàn phường Đồng Quang 61 Bảng 4.11 Khối lượng CTR sinh hoạt phát sinh trên địa bàn phường

Đồng Quang 62 Bảng 4.12 Diễn biến khối lượng CTR sinh hoạt phát sinh từ các khu dân cư giai đoạn 2016 – 2020 và tầm nhìn đến năm 2025 63

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Nguồn phát sinh CTR sinh hoạt 7

Hình 2.2: GIS và các hệ thống liên quan 14

Hình 2.4 Thành phần chính của GIS 16

Hình 2.5 Xuất dữ liệu và trình bày dữ liệu 18

Hình 2.6 Mối liên quan giữa dữ liệu không gian với phi không gian 19

Hình 2.7 Biểu diễn các đối tượng cấu trúc dữ liệu vector 20

Hình 2.8 Sự khác biệt giữa cấu trúc dữ liệu vector (a) và raster (b) trong việc thể hiện đối tượng đường 21

Hình 4.1 Vị trí địa lý Thành phố Thái Nguyên, Tỉnh Thái Nguyên 31

Hình 4.2 Vị trí địa lý phường Đồng Quang, TP Thái Nguyên, 33

Tỉnh Thái Nguyên 33

Hình 4.5 Điểm 1 thu gom rác tại Khu dân cư Tư san nền 43

Hình 4.4 Điểm 2 thu gom rác tại Cổng Bệnh Viện Đa khoa Trung Ương 43

Hình 4.3 Điểm 2 thu gom rác tại Đảo cọ Đồng Quang 44

Hình 4.6 Sơ đồ thu gom CTR sinh hoạt hiện nay ở Phường Đồng Quang 44

Hình 4.7 Sơ đồ cơ cấu tổ chức Công ty môi trường và Công trình đô thị TP Thái Nguyên, Tỉnh Thái Nguyên 46

Hình 4.8 Khảo sát thực địa tại BCL Đá Mài, xã Tân Cương, TP Thái Nguyên 49

Hình 4.9 Ranh giới Phường Đồng Quang trên bản đồ google my map 54

Hình 4.10 Dữ liệu điểm 1 thu gom rác trên google my map 55

Hình 4.11 Dữ liệu điểm 2 thu gom rác trên google my map 55

Hình 4.12 Dữ liệu điểm 3 thu gom rác trên google my map 56

Hình 4.13 Chuyển đổi dữ liệu bản đồ sang định dạng shapefile của phần mềm ArcGIS 56

Hình 4.14 Ảnh vệ tinh landsat Phường Đồng Quang 57

Hình 4.15 Định tuyến thu gom CTR theo ảnh vệ tinh 57

Hình 4.16 Ảnh vệ tinh google map phường Đồng Quang 58

Hình 4.17 Bản đồ tuyến thu gom rác thải tại Phường Đồng Quang, 59

Thành phố Thái Nguyên 59

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG i

DANH MỤC HÌNH iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v

MỤC LỤC vi

LỜI CẢM ƠN i

PHẦN 1 1

MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.3 Ý nghĩa của đề tài 3

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

2.1 Cơ sở khoa học 4

2.1.1 Một số khái niệm về chất thải rắn sinh hoạt 4

2.1.2 Nguồn gốc và thành phần chất thải rắn sinh hoạt 6

2.1.3 Phân loại chất thải rắn sinh hoạt 8

2.1.4 Quản lý, thu gom, vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt 11

2.2 Giới thiệu về Hệ thống thông tin địa lý (GIS) 13

2.2.1 Định nghĩa GIS 13

2.2.2 Phạm vi ứng dụng của GIS 14

2.2.3 Hợp phần của GIS 15

2.2.4 Chức năng của GIS 16

2.2.5 Mô hình dữ liệu cho GIS 18

2.2.6 Tình hình ứng dụng của GIS trong nghiên cứu môi trường 22

2.3 Cơ sở pháp lý của đề tài 25

PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 27

3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 27

3.1.2 Phạm vi nghiên cứu 27

3.2 Thời gian nghiên cứu 27

3.3 Nội dung nghiên cứu 27

3.4 Phương pháp nghiên cứu 28

3.4.1 Phương pháp thu thập thông tin, số liệu 28

3.4.2 Phương pháp kế thừa 28

3.4.3 Phương pháp khảo sát thực địa 28

3.4.4 Phương pháp phân tích, tổng hợp số liệu 29

3.4.5 Phương pháp dự báo dân số và khối lượng CTR sinh hoạt phát sinh trong tương lai 29

3.4.6 Phương pháp xây dựng bản đồ 30

PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 31

4.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của Phường Đồng Quang, Thành phố Thía Nguyên, Tỉnh Thái Nguyên 31

4.1.1 Điều kiện tự nhiên 32

4.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 34

4.2 Hiện trạng hệ thống thu gom, vận chuyển và quản lý CTR sinh hoạt tại phường Đồng Quang, TP Thái Nguyên 35

4.2.1 Nguồn phát sinh CTR sinh hoạt 35

4.2.2 Khối lượng, thành phần 37

4.2.3 Thành phần rác thải 39

4.2.4 Hiện trạng công tác thu gom, vận chuyển và quản lý CTR sinh hoạt tại Phường Đồng Quang, TP Thái Nguyên 40

4.2.5 Điểm tập kết rác 42

4.2.6 Quy trình thu gom, vận chuyển 44

4.2.7 Hiện trạng quản lý thu gom, vận chuyển CTR sinh hoạt tại phường Đồng Quang, TP Thái Nguyên 45

4.2.8 Hiện trạng xử lý thu gom, vận chuyển CTR sinh hoạt tại phường Đồng Quang, TP Thái Nguyên 47

4.2.9 Đánh giá công tác thu gom, vận chuyển CTR sinh hoạt tại phường

Đồng Quang, TP Thái Nguyên 49

4.2.10 Những vấn đề đặt ra cần giải quyết về chất thải rắn sinh hoạt tại phường Đồng Quang, TP Thái Nguyên 51

4.3 Ứng dụng GIS vào công tác quản lý thu gom, vận chuyển rác thải sinh hoạt tại phường Đồng Quang, TP Thái Nguyên 53

4.3.1 Thu thập, xử lý dữ liệu 54

4.3.2 Ứng dụng GIS xây dựng tuyến thu gom, quản lý CTR sinh hoạt tại phường Đồng Quang, TP Thái Nguyên 57

4.3.3 Xây dựng bản đồ lộ trình thu gom, vận chuyển CTR sinh hoạt tại phường Đồng Quang, TP Thái Nguyên 58

4.4 Dự báo khối lượng dân số và rác phát sinh cho việc thu gom, vận chuyển CTR sinh hoạt của phường Đồng Quang, TP Thái Nguyên từ năm 2020 đến năm 2025 60

4.4.1 Cơ sở dự báo số dân và tỷ lên tăng dân số của Phường Đồng Quang, TP Thái Nguyên 60

4.4.2 Dự báo khối lượng rác thải sinh hoạt phát sinh cho việc thu gom, vận chuyển của phường Đồng Quang, thành phố Thái Nguyên 61

4.4.3 Diễn biến khối lượng chất thải sinh hoạt phát sinh từ các khu dân cư tại Phường Đồng Quang, Thành phố Thái Nguyên từ năm 2016 – 2025 62

PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 65

5.1 Kết luận 65

5.2 Đề nghị 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO 67

PHẦN 1

MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề

Ô nhiễm môi trường là vấn đề nan giải của nhiều quốc gia trên thế giới, Việt Nam cũng không ngoại lệ Trong những năm gần đây, tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng trở nên trầm trọng và phổ biến dẫn tới suy thoái môi trường đất, nước, không khí, đặc biệt là tại các đô thị lớn lượng chất thải rắn (CTR) ngày càng gia tăng cùng với tốc độ gia tăng dân số và đô thị hóa Ngày nay, cùng với quá trình phát triển của thế giới, nền kinh tế Việt Nam đang có những bước chuyển biến mạnh mẽ, quá trình công nghiệp hóa - hiện đại hóa (CNH – HĐH) đang diễn ra với nhịp độ cao Quá trình phát triển mang lại những lợi ích kinh tế xã hội to lớn, góp phần nâng cao đời sống vật chất và tinh thần của người dân, nhưng đồng thời kéo theo nó là các vấn đề môi trường ngày càng nghiêm trọng hơn Một trong các vấn đề môi trường đáng quan tâm

đó là chất thải rắn sinh hoạt đô thị

Trong những năm qua, tốc độ đô thị hóa diễn ra rất nhanh đã tạo ra sức

ép về nhiều mặt, dẫn đến suy giảm môi trường và phát triển bền vững Lượng chất thải rắn phát sinh tại các đô thị và khu công nghiệp ngày càng nhiều với thành phần phức tạp

Do tính phức tạp của việc quản lý chất thải rắn nên hầu hết tại các đô thị của Việt Nam đang gặp rất nhiều khó khăn, vấn đề chồng chéo trong quản

lý là việc không thể tránh khỏi Đó chính là vấn đề đáng lo ngại cho các nhà quản lý chất thải rắn tại các đô thị

Thành phố (TP) Thái Nguyên là đô thị loại I, trung tâm chính trị, kinh

tế, văn hóa, xã hội của tỉnh Thái Nguyên và là đầu mối giao thông của các tỉnh trung du, miền núi phía Bắc Đồng hành với sự phát triển về sản xuất

công nghiệp và dịch vụ của thành phố là những áp lực về môi trường do nhiều loại chất thải, trong đó chủ yếu là chất thải rắn sinh hoạt gây ra

Trong đó, Phường Đồng Quang cũng là một phường nằm tại khu vực trung tâm của thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên Với diện tích là 1,50km² với 2.594 hộ dân và trên 10,369 người, được chia thành 12 tổ dân phố

Dựa trên các điều kiện về nhân lực, kĩ thuật, các yếu tố kinh tế - xã hội của phường Đồng Quang, thành phố Thái Nguyên thì việc nâng cao hệ thống quản lý chất thải rắn là rất cần thiết Để thực hiện tốt công việc này thì hệ thống thông tin địa lý (GIS) là công cụ đắc lực giúp cho các nhà quản lý trong quá trình quản lý và ra quyết định

Công tác quản lý và thu gom xử lý rác thải sinh hoạt là trách nhiệm chung của toàn xã hội, trong đó Nhà nước đóng vai trò chủ yếu, đẩy mạnh công tác xã hội hóa về bảo vệ môi trường (BVMT) và thu gom xử lý rác thải sinh hoạt, huy động tối đa mọi nguồn lực, tăng cường đầu tư cho công tác thu gom xử lý rác thải sinh hoạt Đảm bảo tính tổng thể, đồng bộ và thống nhất nhằm giải quyết vấn đề ô nhiễm, bảo vệ môi trường và phát triển bền vững

Với các lí do trên, đề tài: “Ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý (GIS)

vào công tác quản lý, thu gom, vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt tại phường Đồng Quang, thành phố Thái Nguyên” được thực hiện, nhằm nâng

cao hiệu quả công tác quản lý rác thải sinh hoạt và nhằm đẩy mạnh việc ứng dụng công nghệ thông tin địa lý vào công tác quản lý môi trường

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

- Đánh giá được hiện trạng hệ thống thu gom, vận chuyển và quản lý CTR sinh hoạt tại địa bàn phường Đồng Quang, thành phố Thái Nguyên

- Ứng dụng GIS vào công tác quản lý thu gom, vận chuyển rác thải sinh hoạt tại phường Đồng Quang, thành phố Thái Nguyên

- Dự báo khối lượng dân số và rác thải phát sinh cho việc thu gom, vận chuyển CTR sinh hoạt của phường Đồng Quang, thành phố Thái Nguyên từ năm 2020 đến năm 2025 Từ đó có thể dự báo được dân số và khối lượng cần thiết để phục vụ việc thu gom, vận chuyển CTR sinh hoạt tại địa bàn phường

1.3 Ý nghĩa của đề tài

* Ý nghĩa khoa học:

- Đề tài ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) để xây dựng cơ sở dữ

liệu môi trường quản lý CTR sinh hoạt đồng thời dự báo lượng rác thải phát sinh cho phường Đồng Quang, TP Thái Nguyên đến năm 2025

- Cung cấp cơ sở khoa học phục vụ công tác xây dựng kế hoạch quản lý CTR của phường Đồng Quang TP Thái Nguyên một cách hiệu quả trong giai đoạn mới, nhằm hướng tới mục tiêu phát triển bền vững kinh tế - xã hội và môi trường trong thành phố nói chung và địa bàn phường nói riêng

* Ý nghĩa thực tiễn

- Đánh giá được lượng CTR sinh hoạt phát sinh, tình hình thu gom, vận

chuyển và xử lý CTR sinh hoạt trên địa bàn phường Đồng Quang, TP Thái Nguyên

- Xây dựng được bộ cơ sở dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian phục vụ công tác thu gom, vận chuyển CTR sinh hoạt của phường Đồng Quang, TP Thái Nguyên

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2 1 Cơ sở khoa học

2.1.1 Một số khái niệm về chất thải rắn sinh hoạt

- Theo (Điều 3, Nghị định 59/2007/NĐ-CP ngày 09/4/2007) của Chính phủ về Quản lý CTR sinh hoạt thì CTR sinh hoạt được định nghĩa như sau:

“Chất thải rắn sinh hoạt là chất thải rắn phát thải trong sinh hoạt cá nhân, hộ gia đình, nơi công cộng”

- Trước tiên để hiểu được khái niệm CTR sinh hoạt, chúng ta phải biết được khái niệm đó, theo (Nguyễn Đình Hương, 2003) ta có:

“Chất thải rắn là các loại vật chất ở thể rắn như các vật liệu, đồ vật

bị thải ra từ một quá trình cụ thể của hoạt động sản xuất, dịch vụ, sinh hoạt Chất thải rắn bao gồm các chất hữu cơ như thức ăn thừa, giấy, các tông, nhựa, vải, cao su, da, lá rụng sân vườn, gỗ… và các chất vô cơ như thủy tinh, lon, thiếc, nhôm, kim loại khác, đất cát…”

- Theo luật BVMT Việt Nam “Chất thải là vật chất ở thể rắn, lỏng, khí được thải ra từ sản xuất, kinh doanh, dịch vụ sinh hoạt hoặc hoạt động khác”

(Luật bảo vệ môi trường 2014)

- CTR là bất kì loại vật liệu nào ở dạng rắn mà con người và động vật loại bỏ mà không được tiếp tục sử dụng như ban đầu tạo ra Những “sản phẩm” này thường ít được sử dụng do đó nó là “sản phẩm” ngoài ý muốn của con người Rác thải có thể ở dạng thành phẩm, được tạo ra trong hầu hết các giai đoạn sản xuất và trong tiêu dùng Dựa vào thành phần rác thải được chia thành 2 loại: rác thải hữu cơ và rác thải vô cơ

+ Rác thải hữu cơ tự nhiên: như lá cây, rau cỏ, vỏ hoa quả, thức ăn dư thừa, xác động vật… chúng là những chất dễ phân huỷ gây ô nhiễm môi trường Khi bị phân huỷ chúng bốc mùi khó chịu, phát sinh nhiều vi trùng gây

bệnh, thu hút côn trùng, ruồi nhặng, chuột bọ tạo điều kiện cho chúng phát triển, gây ô nhiễm môi trường không khí, ô nhiễm nguồn nước và lây truyền sang người, gia súc, mất vẻ đẹp cảnh quan

+ Rác thải vô cơ: như chai lọ thuỷ tinh, nhựa các loại (polyetylen, polypropylene, túi nilon…), các loại vô cơ khó phân huỷ, phải sau rất nhiều năm mới phân huỷ, một số loại sau khi phân huỷ tạo thành nhiều chất độc hại làm ô nhiễm đất đai, nguồn nước và không khí

- CTR sinh hoạt ảnh hưởng đến sức khỏe con người, bất kỳ sinh vật sống nào đều trao đổi vật chất và năng lượng với môi trường bên ngoài Con người cũng vậy, nhưng khi các môi trường sống như đất, nước, không khí đều bị làm xấu đi thì ắt hẳn sức khỏe của cộng đồng sẽ bị tác động theo chiều hướng không tốt

Môi trường đất: Rác thải sinh hoạt nằm rải rác khắp nơi không được

thu gom đều được lưu giữ lại trong đất một số loại chất thải khó phân hủy như túi nilon, vỏ lon, hydrocarbon… nằm lại trong đất làm ảnh hưởng tới môi trường đất; thay đổi cơ cấu đất, đất trở nên khô cằn, các vi sinh vật trong đất

có thể bị chết Nhiều loại chất thải như xi than, vôi vữa… đổ xuống đất làm cho đất bị đông cứng, khả năng thấm nước, hút nước kém, đất bị thoái hóa

Môi trường nước: Rác thải không thu gom hết ứ đọng trong các ao, hồ

là nguyên nhân gây mất vệ sinh và ô nhiễm các thủy vực Khi các thủy vực bị

ô nhiễm hoặc chứa nhiều rác thì có nguy cơ ảnh hưởng đến các loài thủy sinh vật, do hàm lượng oxy hòa tan trong nước giảm, khả năng nhận ánh sang của các tầng nước cùng giảm, dẫn đến ảnh hưởng tới khả năng quang hợp của

thực vật thủy sinh và làm giảm sinh khối của các thủy vực

Môi trường không khí: Tại các trạm, bãi trung chuyển rác xen kẽ khu

vực dân cư là nguồn gây ô nhiễm môi trường không khí do mùi hôi từ rác, bụi cuốn lên khi xúc rác, bụi khói, tiếng ồn và các khí thải độc hại từ các xe thu

gom, vận chuyển rác Tại các bãi chôn lấp CTR vấn đề ảnh hưởng đến môi trường khi là mùi hôi thối, mùi khí metan, các khí độc hại từ các chất thải

nguy hại

- CTR sinh hoạt là chất thải có liên quan đến các hoạt động của con người, nguồn tạo thành chủ yếu từ các khu dân cư, các cơ quan, trường học, các trung tâm dịch vụ, thương mại có thành phần bao gồm kim loại, sành sứ, thủy tinh, gạch ngói vỡ, đất, đá, cao su, chất dẻo, thực phẩm dư thừa hoặc quá hạn sử dụng, xương động vật, tre, gỗ, lông gà, lông vịt, vải, giấy, xác động vật, vỏ rau quả v.v…Vì vậy, rác thải sinh hoạt cần được phân loại và có biện pháp tái sử dụng, tái chế, xử lí hợp lí để thu hồi năng lượng và BVMT

2 1.2 Nguồn gốc và thành phần chất thải rắn sinh hoạt

2.1.2.1 Nguồn gốc của CTR sinh hoạt

Khối lượng CTR sinh hoạt ngày càng gia tăng do tác động của sự gia tăng dân số, sự phát triển kinh tế - xã hội, sự thay đổi tính chất tiêu dùng trong các đô thị và các vùng nông thôn Trong đó, các nguồn chủ yếu phát sinh chất thải bao gồm:

- Phát sinh từ hộ gia đình: đây là nguồn phát sinh thường xuyên và lớn nhất, ít có biến động lớn về khối lượng phát sinh, nguồn này được thu thường xuyên hàng ngày với thành phần chủ yếu là chất hữu cơ;

- Phát sinh từ nơi sinh hoạt công cộng: chợ, nhà hàng, khách sạn, trung tâm thương mại, công trình công cộng…;

- Rác từ cơ quan, trường học, bệnh viện, doanh nghiệp…;

- Rác đường phố: do hoạt động của con người tạo ra như đi lại, vận chuyển, hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, các hoạt động xây dựng… nguồn này cũng tương đối ổn định và cũng được thu gom thường xuyên bởi xí nghiệp môi trường đô thị

Hình 2.1 Nguồn phát sinh CTR sinh hoạt

2.1.2.2 Thành phần CTR sinh hoạt

CTR sinh hoạt bao gồm hai thành phần chính đó là thành phần hữu cơ

và thành phần vô cơ Tùy theo điều kiện cụ thể từng vùng như mức sống, thu nhập… mà mỗi nơi có thành phần CTR sinh hoạt khác nhau

Thành phần CTR biểu hiện sự đóng góp và phân phối của các phần riêng biệt mà từ đó tạo nên dòng chất thải, thông thường được tính bằng phần trăm khối lượng Thông tin về thành phần CTR đóng vai trò rất quan trọng trong việc đánh giá và lựa chọn những thiết bị thích hợp để xử lý, các quá trình xử lý cũng như việc hoạch định các hệ thống, chương trình và kế hoạch quản lý CTR

Thông thường trong rác thải đô thị, rác thải từ các khu dân cư và thương mại chiếm tỷ lệ cao nhất từ 50 - 75% Phần trăm đóng góp của mỗi thành phần CTR giá trị phân bố sẽ thay đổi tuỳ thuộc vào sự mở rộng các hoạt động xây dựng, sửa chữa, sự mở rộng của các dịch vụ đô thị cũng như công nghệ

sử dụng trong xử lý nước Thành phần riêng biệt của CTR thay đổi theo vị trí

địa lý, thời gian, mùa trong năm, điều kiện kinh tế và tùy thuộc vào thu nhập của từng địa phương

Rác thải sinh hoạt chiếm một tỷ lệ lớn trong tổng lượng CTR của các đô thị khoảng 80%, có thành phần rất phức tạp Thành phần lý học, hóa học của chất thải khác nhau tùy thuộc vào từng địa phương, vào các mùa khí hậu, điều kiện kinh tế và nhiều yếu tố khác Thành phần rác thải sinh hoạt đô thị ngày càng có xu hướng biến đổi tăng các chất khó phân hủy, độc hại Thành phần rác thải sinh hoạt tại các đô thị Việt Nam được thể hiện ở Bảng 2.1 như sau: Bảng 2.1 Thành phần CTR sinh hoạt đặc trưng

Rau, Thực phẩm thừa, chất hữu cơ dễ phân hủy 64,7

 Theo quan điểm thông thường CTR sinh hoạt bao gồm:

- Rác thực phẩm: bao gồm phần thừa thãi, không ăn được sinh ra trong khâu chuẩn bị, dự trữ, nấu ăn…

- Rác bỏ đi: bao gồm các chất thải cháy và không cháy sinh ra từ các hộ gia đình, công sở, hoạt động thương mại…

- Tro, xỉ: vật chất còn lại trong quá trình đốt than, củi, rơm rạ, lá…ở các gia đình, nhà hàng, công sở, nhà máy, xí nghiệp…

- Chất thải xây dựng: rác từ các nhà đổ vỡ, hư hỏng gọi là rác đổ vỡ, còn rác từ các công trình xây dựng, sửa chữa nhà cửa…là rác xây dựng

- Chất thải đặc biệt: liệt vào loại rác này có rác quét phố, rác từ các thùng rác công cộng, xác động vật, vôi gạch đổ nát…

- Chất thải từ các nhà máy xử lý ô nhiễm: có rác từ hệ thống xử lý nước, nước thải, nhà máy xử lý chất thải công nghiệp

- Chất thải nông nghiệp: vật chất loại bỏ từ các hoạt động nông nghiệp như gốc rơm rạ, cây trồng, chăn nuôi…

- Chất thải nguy hiểm: chất thải hoá chất, sinh học, dễ cháy, dễ nổ hoặc mang tính phóng xạ theo thời gian có ảnh hưởng đến đời sống con người, động thực vật

Trong nhiều trường hợp thống kê người ta phân chia thành 3 loại: CTR

từ sinh hoạt gia đình gọi là rác sinh hoạt, chất thải y tế và chất thải công nghiệp

 Theo công nghệ quản lý, xử lý

Ngày nay, việc ứng dụng khoa học kỹ thuật trong từng lĩnh vực thực tế

đã góp phần giảm thiểu chi phí cho các công đoạn thừa trong các quá trình xử

lý Việc phân chia CTR theo công nghệ quản lý, xử lý là một bước tiến quan trọng, giúp hiệu quả của quy trình xử lý tăng lên, giảm thiểu lượng ô nhiễm

Bảng 2.2 Phân loại CTR theo công nghệ quản lý, xử lý

+ Các vật liệu và sản phẩm được chế tạo từ gỗ, tre và rơm…

+ Các vật liệu và sản phẩm được chế tạo từ chất dẻo + Các vật liệu và sản phẩm được chế tạo từ da và cao

su

+ Các túi giấy, các mảnh bìa, giấy vệ sinh…

+ Vải, len, bì tải, bì nilon…

+ Các cọng rau, vỏ quả, thân cây, lõi ngô…

+ Đồ dùng bằng gỗ như bàn, ghế, thang, giường,

đồ chơi, vỏ dừa…

+ Phim cuộn, túi chất dẻo, chai, lọ chất dẻo, các đầu vòi bằng chất dẻo, dây bện, bì nilon…

+ Bóng, giầy, ví, băng cao su…

mà dễ bị nam châm hút + Các vật liệu không bị nam châm hút

Các vật liệu và sản phẩm chế tạo từ thuỷ tinh

+ Các loại vật liệu không cháy ngoài kim loại và thủy tinh

+ Vỏ hộp, dây điện, hàng rào, dao, nắp lọ…

+Vỏ hộp nhôm, giấy bao gói, đồ đựng…

+ Chai lọ, đồ đựng bằng thủy tinh, bóng đèn… + Vỏ trai lọ, xương, gạch,

đá gốm…

3 Các chất hỗn hợp Tất cả các loại vật liệu khác

không phân loại ở phần 1

và 2 đều thuộc loại này

Loại này có thể được phân chia thành 2 phần: kích thước lớn hơn 5 mm và nhỏ hơn 5 mm

Đá cuội, cát, đất, tóc…

( Nguồn: Lưu Đức Hải - Cơ sở khoa học môi trường, 2005)

2.1.4 Quản lý, thu gom, vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt

Quản lý CTR sinh hoạt là một trong những ưu tiên của công tác bảo vệ môi trường, góp phần kiểm soát ô nhiễm, tạo cơ sở để địa phương hướng tới môi trường cuộc sống ngày càng xanh – sạch – đẹp Quản lý rác thải được thực hiện khắp trên địa bàn các phường, thành phố đảm bảo sự tối ưu về kinh tế, kỹ thuật, đảm bảo tính an toàn và phát triển bền vững về bảo vệ môi trường gắn liền với công tác quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội theo hướng bền vững

Theo (Điều 3, Nghị định 59/2007/NĐ-CP ngày 09/4/2007) về quản lý CTR:

- Vận chuyển CTR: là quá trình chuyên trở CTR từ nơi phát sinh, thu gom, lưu trữ, trung chuyển đến nơi xử lí, tái chế, tái sử dụng hoặc bãi chôn lấp cuối cùng

- Hoạt động quản lý CTR bao gồm: Các hoạt động quy hoạch, quản lý, đầu tư xây dựng cơ sở quản lí CTR, các hoạt động phân loại, thu gom, lưu giữ, vận chuyển, tái sử dụng, tái chế và xử lý CTR nhằm ngăn ngừa, giảm thiểu những tác động có hại đối với môi trường và sức khỏe con người

2.1.4.1 Hoạt động quản lý CTR sinh hoạt

Hoạt động quản lý CTR bao gồm các hoạt động quy hoạch quản lý, đầu

tư, xây dựng cơ sở quản lý CTR, các hoạt động phân loại, thu gom, lưu giữ, vận chuyển, tái sử dụng, tái chế và xử lý CTR nhằm ngăn ngừa, giảm thiểu những tác động có hại đối với môi trường và con người Quản lý rác thải là hoạt động quy hoạch quản lý, đầu tư, xây dựng cơ sở quản lý rác thải, phân loại, thu gom, lưu giữ, vận chuyển, tái sử dụng, tái chế và xử lý rác thải để giảm thiểu ô nhiễm môi trường

Các hoạt động chính trong quản lý CTR sinh hoạt gồm:

- Phân loại chất thải rắn

Nhằm tách lọc ra những thành phần khác nhau phục vụ cho công tác tái sinh, tái chế Phân loại rác quyết định chất lượng các sản phẩm chế tạo từ các

vật liệu tái sinh Nếu phân loại rác không tốt, phân bón hữu cơ chế tạo từ rác

sẽ có chứa những chất vô cơ, nhựa… làm ảnh hưởng đến độ màu, chất lượng phân bón dẫn đến giảm năng suất, hiệu quả kinh tế trong nông nghiệp Phân loại rác ngay tại nguồn phát sinh là một giải pháp hữu hiệu làm tăng hiệu quả kinh tế của phân loại rác

- Thu gom chất thải rắn

Hoạt động thu gom CTR: là hoạt động tập hợp, phân loại, đóng gói và tạm thời lưu trữ CTR tại nhiều điểm thu gom tới thời điểm hoặc cơ sở được

cơ quan Nhà nước có thẩm quyền chấp nhận lưu trữ rác thải ngay tại nguồn trước khi rác được thu gom là khâu quan trọng trong quản lý CTR

- Xử lý chất thải rắn

Mục tiêu của xử lý CTR là giảm hoặc loại bỏ các thành phần không mong muốn trong chất thải như các chất độc hại, không hợp vệ sinh, tận dụng vật liệu và năng lượng trong chất thải Để đảm bảo vệ sinh môi trường cần có các phương thức xử lý phù hợp mang lại hiệu quả kinh tế cao

2.1.4.2 Quy hoạch quản lý chất thải rắn

* Có rất nhiều định nghĩa về quy hoạch môi trường khác nhau:

- Theo (FAO) quy hoạch môi trường là “tất cả các hoạt động quy hoạch với mục tiêu bảo vệ và củng cố các giá trị môi trường hoặc tài nguyên”

- Theo (PGS.TS Nguyễn Thế Thôn, Đại học khoa học tự nhiên - ĐHQG

Hà Nội): “Quy hoạch môi trường là xác định chức năng môi trường cho các phạm vi lãnh thổ khác nhau, hài hòa với sự phát triển kinh tế, nhằm làm cho môi trường không bị suy thoái, ô nhiễm và ngày càng cải thiện hơn theo đời sống kinh tế - xã hội”

Quy hoạch quản lý CTR là một dạng của quy hoạch môi trường Nó bao gồm nhiều hợp phần khác nhau như quy hoạch tuyến thu gom, quy hoạch trạm

trung chuyển, quy hoạch khu xử lý Như vậy có thể hiểu một cách khái quát,

quy hoạch quản lý CTR sinh hoạt là hoạt động là việc sắp xếp, phân bổ các hoạt động, các nguồn lực quản lý theo không gian lãnh thổ để quản lý tốt, đảm bảo sự phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường

2.2 Giới thiệu về Hệ thống thông tin địa lý (GIS)

2.2 1 Định nghĩa GIS

GIS là từ viết tắt của từ Geographic Information Sytems (Hệ thống thông tin địa lý), là một hệ thống kết hợp giữa con người và hệ thống máy tính được nhận thức như là một hệ thống sử dụng cùng các thiết bị ngoại vi để tạo lập, lưu trữ, xử lý, phân tích, và quản lý dữ liệu không gian và các thuộc tính liên quan để hiển thị các thông tin địa lý để phục vụ một mục đích nghiên cứu và quản lý nhất định GIS là công cụ cho phép người sử dụng tạo truy vấn tương tác (người sử dụng tạo truy vấn), phân tích thông tin không gian và biên tập dữ liệu

Đã có nhiều những định nghĩa khác nhau về GIS, xong có thể phân chia các định nghĩa dưới các dạng sau:

2.2.1.1 C hức năng của GIS

“GIS là tập hợp một bộ các công cụ mạnh trợ giúp cho việc thu thập, lưu trữ, truy cập, biến đổi và hiển thị các thông tin không gian từ thế giới thực cho tập hợp mục đích nào đó”

2.2.1.2 C ấu trúc của GIS

“GIS là tổ hợp của ba hợp phần có quan hệ thống nhất, liên quan chặt

chẽ với nhau là phần cứng (máy tính, thiết bị liên quan), phần mềm và tổ chức quản lý của con người được hoạt động đồng bộ nhằm thu thập, lưu trữ, quản

lý, thao tác, phân tích mô hình hoá và hiển thị các dữ liệu không gian có định

vị theo toạ độ dùng cho trái đất và các dữ liệu thuộc tính nhằm thoả mãn các yêu cầu thức tế”

 GIS gồm ba cấu phần: Công nghệ (phần mềm), thông tin (dữ liệu địa

lý và dữ liệu liên hệ) và cấu trúc hạ tầng (con người, cơ sở và dịch vụ hỗ trợ)

 GIS có sự liên quan chăt chẽ với các thông tin khác như: hệ thiết kế

với sự trợ giúp của máy tính CAD (Compurter- Aided Design), hệ vẽ bản đồ bằng máy tính, DMS- Hệ quản trị CSDL và ngành Viễn Thám (Remote Sensing- RS), mối quan hệ này được thể hiện trong hình vẽ sau:

Quy hoạch đô thị: Quy hoạch phân bố giao thông, chọn địa điểm, thiết

kế các hệ thống như cấp nước, thoát nước và vị trí của các đối tượng

Quản lý tài nguyên thiên nhiên: Rất hiệu quả trong quản lý hiện trạng

tài nguyên, động lực làm biến đổi tài nguyên, những phản hồi của con người nhằm khai thác, sử dụng bền vững tài nguyên

Nghiên cứu tai biến: là công cụ hỗ trợ đắc lực trong nghiên cứu các

loại hình tai biến cả về hiện trạng và tiềm năng tai biến, giúp giảm thiểu

những thiệt hại do tai biến gây ra

Phân tích các tác động môi trường: phân tích tác động của các dự án

sản xuất, định vị vùng ô nhiễm, vùng nguy hiểm

Quản lý ruộng đất như: định vị, lập bản đồ và quản lý hồ sơ quyền sở

hữu và sử dụng đất đai, thẩm định và quy hoạch sử dụng đất công

Quản lý công trình xây dựng như: định vị các công trình xây dựng,

phân tích các phương án xây dựng, các công trình cung cấp năng lượng, cấp thoát nước, các kế hoạch bảo dưỡng

+ Đơn xử lý trung tâm

+ Thiết bị đầu vào

mềm mà có modul phát triển mạnh hơn để thuận lợi cho người sử dụng Ví dụ: phần mềm Arcview hay Mapinfor hỗ trợ rất mạnh cho việc xuất dữ liệu cụ thể là trình bày và in bản đồ

 Dữ liệu địa lý có thể nhận được từ các nguồn sau: bản đồ (trên giấy

hoặc đã được số hoá), ảnh vệ tinh, ảnh máy bay, bảng biểu hay các dữ liệu liên quan khác Dữ liệu địa lý luôn gồm hai phần, phần thứ nhất là đối tượng (graphic data) và phần thứ hai là thuộc tính của dữ liệu (attribute)

 Thành phần thứ ba của GIS là người sử dụng: Người sử dụng có vai trò

thiết lập những quy chuẩn về dữ liệu cũng như cấu trúc của nó, cân đối giữa chi phí và lợi ích mà sản phẩm của GIS mang lại, phân tích các dữ liệu để có được những thông tin cần thiết Đặc biệt là hợp phần để vận hành hệ GIS một cách hữu hiệu

Hình 2.4 Thành phần chính của GIS

Ngoài ra, trong nghiên cứu khoa học ứng dụng này cũng được áp dụng rất nhiều trong nghiên cứu môi trường và biến đổi toàn cầu hay sự lan truyền dịch bệnh, địa lí dân số, sinh thái cảnh quan và địa lý sinh học.v.v.…

2.2.4 Chức năng của GIS

Các chức năng cơ bản của phần mềm GIS có thể phân loại như sau: 1- Nhập dữ liệu và kiển tra dữ liệu

2- Lưu trữ dữ liệu và quản lý cơ sở dữ liệu

3- Xuất dữ liệu và trình bày dữ liệu

4- Biến đổi dữ liệu

5- Tương tác với người sử dụng

1 Nhập dữ liệu và kiểm tra dữ liệu:

Trước khi dữ liệu địa lý có thể được dùng cho GIS, dữ liệu này phải chuyển sang dạng số thích hợp Quá trình chuyển dữ liệu từ bản đồ giấy sang các file dữ liệu dạng số được gọi là quá trình số hoá

Nhập dữ liệu và kiểm tra dữ liệu là công việc đầu tiên và rất cần thiết cho việc xây dựng CSDL hệ thống thông tin địa lý

2 Lưu trữ dữ liệu và quản lý cơ sở dữ liệu:

Lưu trữ và quản lý dữ liệu là cách tổ chức dữ liệu theo một trật tự có hệ thống và quy luật để có thể truy cập, khai thác, tìm kiếm và đòi hỏi, liên kết

dữ liệu trên cả hai phương diện không gian và thuộc tính

3 Xuất dữ liệu và trình bày dữ liệu:

Xuất dữ liệu và trình bày dữ liệu đề cập đến những phương thức thể hiện kết quả các dữ liệu theo những mục đích nhất định cho người sử dụng

Dữ liệu đầu ra được thể hiện ở hai dạng chính:

- Dữ liệu cứng: thường là sản phẩm cuối cùng dùng để thể hiện trên màn hình, có thể cập nhật, sửa đổi dễ dàng Dữ liệu cứng được in ra bằng máy in, máy plotte trên giấy hay fim

- Dữ liệu mềm: là các bản đồ, bảng biểu mà chúng có thể thể hiện ở nhiều tỷ lệ, xem ở mức đơn giản hay chi tiết Xong đòi hỏi người sử dụng biết cách sử dụng Chúng có thể lưu trữ ở các phương tiện khác nhau: trên đĩa từ, đĩa CD

Hình 2.5 Xuất dữ liệu và trình bày dữ liệu

4 Biến đổi dữ liệu:

Biến đổi dữ liệu là thống nhất dữ liệu không gian, tiến hành phân tích không gian và phân tích thuộc tính theo những bài toán mà người dùng đặt ra nhằm thực hiện một mục đích nào đó

5 Tương tác với người sử dụng:

Đây là chức năng cho phép người sử dụng tương tác với cở sở dữ liệu GIS thông qua phần mềm GIS Tuỳ theo mục đích sử dụng, phần mêm “trả lời” các câu hỏi theo yêu cầu của người dùng như toạ độ của một điểm, kích thước của đối tượng, tìm đường đi ngắn nhất giữa hai vị trí

2.2.5 Mô hình dữ liệu cho GIS

Mô hình dữ liệu như là một bộ các quy tắc để biểu diễn sự tổ chức logic của dữ liệu trong CSDL bao gồm những mô tả số của các hình ảnh bản đồ, mối quan hệ giữa các hình ảnh đó, những số liệu thể hiện các đặc tính của hình ảnh và các thông tin về các hiện tượng xảy ra tại các vị trí địa lý xác định Một CSDL của GIS có thể chia ra làm hai loại số liệu cơ bản: Số liệu không gian và phi không gian (số liệu thuộc tính)

Hình 2.6 Mối liên quan giữa dữ liệu không gian với phi không gian

2.2.5.1 Dữ liệu phi không gian

Dữ liệu phi không gian hay còn gọi là dữ liệu thuộc tính (non-spatial data) là những mô tả về đặc tính, đặc điểm và các hiện tượng xảy ra tại các vị trí địa lý xác định hay chính là sự mô tả thông tin của các hình ảnh bản đồ

2.2.5.2 Dữ liệu không gian

Dữ liệu không gian hay còn gọi là dữ liệu bản đồ được dùng để diễn tả hình ảnh của thông tin bản đồ trong một khuôn dạng hiểu được của máy tính Các dữ liệu này là những thông tin mô tả về đăc tính hình học của các đối tượng địa lý như hình dạng, kích thước, vị trí tồn tại trong thế giới thực của chúng Vì tính đa dạng và phức tạp về đặc tính hình học của các đối tượng địa

lý trên thực tế cho nên người ta phải thực hiện trừu tượng hoá các đối tượng

đó và quy chúng về các loại đối tượng hình học cơ bản để lưu trữ và thể hiện trên bản đồ cũng như trong CSDL Các đối tượng hình học cơ bản đó là: điểm, đường, vùng

Hình 2.7 Biểu diễn các đối tượng cấu trúc dữ liệu vector

 Cấu trúc dữ liệu vector

Xét về mặt toán học, vector là đoạn thẳng có hướng và độ dài xác định Theo đó điểm là được xác định là một vector nhưng có độ dài bằng 0 Trong kiểu cấu trúc dữ liệu vector, vị trí của đối tượng không gian được ghi nhận chính xác bằng các toạ độ (x,y) trong một hệ toạ độ tham chiếu với một hệ toạ

độ dùng cho Trái đất

+ Đối tượng điểm được biểu diễn bằng một cặp toạ độ (x,y); điểm là một

vector vô hướng và không có độ dài

+ Đối tượng đường: đường đơn giản nhất là đoạn thẳng nối hai điểm bất

kỳ có toạ độ (x;,yi) và (xj,yj) Các đoạn được nối với nhau tại các điểm trung gian (vertex) và toạ độ của chúng cũng được xác định trong CSDL GIS Điểm xuất phát và kết thúc của đường gọi là nút (node)

+ Đối tượng vùng: vùng được thể hiện là một đa giác (polygon) khép kín

bởi nhiều đường có các toạ độ các điểm (node hoặc vertex)

 Cấu trúc dữ liệu lưới điểm hay dữ liệu raster

Cấu trúc dữ liệu lưới điểm rất đơn giản nó được tạo nên bởi một ma trận, trong đó mỗi phần tử được xác định bởi một toạ độ hàng, cột và giá trị của phần tử

Các đối tượng trong thế giới thực được biểu diễn theo kiểu cấu trúc raster dưới dạng ma trận không gian của các điểm ảnh gọi là pixel Các pixel

có kích thước đồng nhất, chúng là các ô lưới nhỏ của một ma trận không gian

và được sắp xếp theo quy luật hàng và cột

Ba đối tượng chính là điểm, đường, vùng được thể hiện dưới dạng cấu trúc raster khác hẳn cấu trúc vector

+ Một điểm trong thế giới thực có thể là một hoặc một vài pixel có cùng

giá trị số (mã)

+ Một đường trong thế giới thực thể hiện trên cấu trúc raster là tổ hợp

một dãy pixel (có cùng giá trị số) liên tiếp nhau Giá trị của pixel chính là mã được gán cho đối tượng đường và nó đôi khi được thể hiện bằng một màu nhất định

+ Đối tượng vùng về bản chất cũng là một nhóm các pixel liên tiếp nhau,

tuy nhiên nó được phân biệt với đường do bản chất đối tượng mà người sử dụng quan tâm hoặc do mục đích của người dùng

Hình 2.8 Sự khác biệt giữa cấu trúc dữ liệu vector (a) và raster (b) trong

việc thể hiện đối tượng đường

Tuỳ thuộc vào mục đích, yêu cầu cụ thể người sử dụng có thể lựa chọn một trong hai mô hình dữ liệu trên (hoặc cả hai mô hình dữ liệu) cho nghiên cứu của mình bởi vì chúng đề có những ưu điểm và hạn chế riêng Trong những trường hợp cụ thể, hai dạng dữ liệu này có thể chuyển đổi cho nhau

Bảng 2.3 So sánh sự khác nhau giữa giữa dữ liệu vector và raster

Công nghệ xử lý phần cứng, phần mềm Phức tạp Rẻ

(Nguồn: Nguyễn Trọng Đài, 2004)

2.2 6 Tình hình ứng dụng của GIS trong nghiên cứu môi trường

Cách đây không lâu, đa phần GIS chỉ được dùng cho các nghiên cứu ở địa phương hoặc cho một khu vực dự án có giới hạn Ngày nay, các ứng dụng của GIS được liên tục phát triển trong lĩnh vực quản lý và bảo vệ môi trường Công nghệ GIS đã cung cấp các phương tiện để quản lý và phân tích các yếu

tố ảnh hưởng tới môi trường ngày càng hữu hiệu hơn

Xu hướng hiện nay trong nghiên cứu môi trường là sử dụng khả năng tối

đa của GIS Sự phát triển phần cứng làm cho máy tính có nhiều khả năng hơn, mạnh hơn, các ứng dụng của GIS cũng trở nên thân thiện hơn với người sử dụng bởi khả năng hiển thị dữ liệu ba chiều, các công cụ phân tích không gian

và giao diện tuỳ biến

2.2 6.1 Trên thế giới

Theo trang tin tức (diadu.vn 2017) Ngày này, công tác quản lý CTR bằng công nghệ GIS được thực hiện ở nhiều nước trên thế giới: Tại nước Anh

(UK), hơn 90% rác thải đô thị được xử lý bằng chôn lấp Điều đó cho thấy, việc xử lý CTR là một vấn đề hết sức quan trọng Pháp luật do UK ban hành cùng với nhiều môi trường liên quan đã tạo áp lực lên các nhà đầu tư để xây dựng những bãi chôn lấp lớn nhất nhưng giá thành lại rẻ nhất và hạn chế các tác động môi trường Bãi chôn lấp và các hoạt động chôn lấp trong thực tế có thể được cải tiến với khả năng điều khiển chính xác bằng việc ứng dụng GIS

Sự phân tích thành phần, độ chặt chẽ, tỷ trọng của rác thải với sự thay đổi thể tích trong suốt thời kì chôn lấp đảm bảo rằng hiệu quả của phương pháp lựa chọn sẽ đạt được và dung tích chứa là lớn nhất

GIS cũng có thể đóng vai trò quan trọng trong quá trình quan trắc môi trường trong các bãi chôn lấp đã đóng cửa Theo (Damian C.Green) chuyên

viên môi trường thuộc Đại học Sunderland trong báo cáo “GIS và ứng dụng trong quản lý chất thải rắn tại nước Anh” đã trình bày kinh nghiệm của UK

trong thiết kế , xây dựng các bãi chôn lấp chất thải

(Senthil Shanmugan), một trong những chuyên gia Ấn Độ nghiên cứu vấn đề này đã đưa ra quan điểm ứng dụng GIS, hệ thống thông tin quản lý (MIS) và hệ thống định vị toàn cầu (GPS) trong quản lí CTR trong bài báo được đăng tải trên Internet Từ đó, các chuyên gia thành phố Bangalore (Ấn Độ) đã xây dựng dự án ứng dụng GIS trong công tác quản lý CTR sinh hoạt cho thành phố Bangalore

Ngày càng có nhiều các công trình được nghiên cứu ứng dụng công nghệ GIS với cường độ ngày một tăng lên Trong vòng 15 năm tới (không kể những vệ tinh đã phóng lên) con người sẽ phóng khoảng hơn 100 vệ tinh và tàu vũ trụ mang 200 loại thiết bị đo đặc khác nhau nhằm thu thập những thông tin cơ bản về môi trường Trái đất Đây là nguồn GIS hết sức hữu hiệu phục vụ nghiên cứu thuộc lĩnh vực như: Ứng dụng GIS trong quản lý CTR trong sinh hoạt Ngày nay công tác quản lý CTR bằng công nghệ GIS được thức hiện ở nhiều nước trên thế giới

2.2 6.2 Ở Việt Nam

Tương tự như các nước trên thế giới Ngày nay cùng với quá trình CNH – HĐH Việc quản lý CTR ở các đô thị tại Việt Nam đã bùng nổ Nguồn phát sinh chủ yếu tập trung ở các thành phố lớn, nơi dân số tập trung cao GIS mới bắt đầu ứng dụng thử nghiệm từ những năm 80 và đã đem lại những kết quả

to lớn, khẳng định tính ưu việt của công nghệ này về nhiều mặt Nhiều dự án nghiên cứu, môi trường đã được áp dụng GIS như: Sử dụng phần mềm cẩm nang môi trường và GIS phục vụ lập quy hoạch môi trường, Ứng dụng GIS phục vụ cho công tác điều chỉnh quy hoạch chung thành phố Hồ Chí Minh đến năm 2025 của (Nguyễn Minh Tùng); Ứng dụng GIS vào công tác quản lý đô thị thành phố Phan Thiết của (TS Nguyễn Văn Nhân và cs)

Trong báo cáo khoa học có tiêu đề “Phần mềm hỗ trợ quy hoạch bãi chộn lấp rác” được trình bày tại Hội nghị khoa học và công nghệ Nam Trung

Bộ và Tây Nguyên tổ chức tại Quy Nhơn ngày (21-22/12/2003) của (TSKH Bùi Văn Ga cùng cs) đưa ra một phần mềm hỗ trợ quy hoạch BCL rác thải cho TP Đà Nẵng

Kể từ đó, rất nhiều phần mềm được phát minh nhằm hỗ trợ cho công tác quản lý CTR dựa trên cộng nghệ GIS được thực hiện như: Phần mềm WASTE phiên bản 1.0; phiên bản 2.0; phiên bản 3.0 do (TSKH Bùi Tá Long làm chủ trì cùng cs)

Bên cạnh đó, trong thời gian qua có rất nhiều nghiên cứu ứng dụng GIS trong bài toán quản lý CTR sinh hoạt đã được chú ý trong các đề tài nghiên cứu, Luận văn tốt nghiệp, Luận văn thác sỹ Thông tin về thế giới thực được GIS lưu trữ, quản lý dưới dạng tập hợp của nhiều lớp chuyên đề riêng biệt Tuy nhiên, các lớp này có thể liên kết với nhau nhờ có mối quan hệ về mặt địa

lý với nhau Đặc điểm này tuy đơn giản nhưng nó có ý nghĩa rất quan trọng và trở thành công cụ đa năng để GIS thực hiện chức năng hỗ trợ việc ra quyết

định trong việc giải quyết một số vấn đề thực tế đặt ra như: tích hợp nhiều lớp thông tin để quyết định thành lập các tuyến thu gom, xây dựng bản đồ hiện trạng quan lý CTR

Chức năng chồng ghép là thao tác không gian trong đó những lớp chuyên đề được chồng lên nhau để tạo ra một lớp chuyên đề mới chứa đựng những thông tin mới Để rút ra những thông tin này, thao tác số học hoặc thao tác logic được vận dụng trên những lớp dữ liệu khác nhau được nhập vào Chồng ghép những lớp dữ liệu khác nhau là một quá trình bậc thang Hai lớp

dữ liệu nhập vào được tổ hợp vào một lớp trung gian, nó lại được tổ hợp với lớp thứ ba để tạo ra lớp trung gian khác Điều này được thực hiện cho tới khi tất cả các lớp dữ liệu nhập vào đều được chồng lên nhau Chính chức năng này làm cho GIS có khả năng phân tích không gian rất lớn, mang tính tổng quát hóa cao mà ngoài thực tế phải mất rất nhiều thời gian mới có thể phân tích được, từ đó nó tạo điều kiện thuận lợi cho việc quản lý và ra quyết định đối với các vấn đề thực tế đã đặt ra

Việc chồng lớp bản đồ nền (gồm lớp đường giao thông, lớp hành chính ) lên lớp điểm hẹn nhằm thể hiện các điểm hẹn thu gom chất thải rắn sinh hoạt trên bản đồ và do những điểm hẹn này là điểm bắt buộc xe chuyên dụng phải đi qua để thu gom CTR theo quy trình thu gom để từ đó đưa ra quy trình thu gom mà cụ thể là tuyến thu gom đề xuất

2.3 Cơ sở pháp lý của đề tài

Trong quá trình quản lý, các văn bản quy định về quản lý môi trường nói chung và quản lý CTR sinh hoạt nói riêng có vai trò rất quan trọng Đây là căn cứ để cơ quan nhà nước thực hiện chức năng của mình, đồng thời đây cũng là cơ sở để các cơ quan, tổ chức, hộ gia đình, cá nhân thực hiện quyền nghĩa vụ của mình đối với công tác quản lý môi trường và công tác quản lý

CTR sinh hoạt Hiện nay, công tác quản lý rác thải của Việt Nam đã và đang được thực hiện bởi các văn bản pháp luật sau:

- Kế hoạch số 47- KH/HU ngày 20/3/2017 của Ban Thường vụ Huyện

ủy thực hiện Nghị quyết số 23-NQ/TU ngày 23/11/2016 của Ban Thường vụ Tỉnh ủy về tăng cường công tác bảo vệ môi trường trên địa bàn tỉnh đến năm

2020, định hướng đến năm 2030

- Luật Bảo vệ môi trường số 55/2014/QH13 ngày 23/6/2014;

- Nghị định số 19/2015/NĐ-CP ngày 14/02/2015 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trường;

- Nghị định số 18/2015/NĐ-CP ngày 14/02/2015 của Chính phủ quy định chi tiết về quy hoạch bảo vệ môi trường, đánh giá môi trường chiến lược, đánh giá tác động môi trường và kế hoặc bảo vệ môi trường;

- Nghị định số 38/2015/NĐ-CP ngày 24/4/2015 của Chính phủ về quản

- Quyết định số 2620/QĐ-UBND ngày 17 tháng 10 năm 2016 về việc ban hành đề án thu gom, vận chuyển, xử lý rác thải sinh hoạt trên địa bàn tỉnh giai đoạn 2016-2020

- QCVN 07:2010/BXD - Hạ tầng kỹ thuật đô thị, chương 9 SWM

PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3 1.1 Đối tượng nghiên cứu

- Công tác quản lý, thu gom, vận chuyển, CTR sinh hoạt trên địa bàn phường Đồng Quang, TP Thái Nguyên

- Ứng dụng thông tin địa lý (GIS) trong quản lý, thu gom, vận chuyển rác thải sinh hoạt tại phường Đồng Quang, TP Thái Nguyên

3 1.2 Phạm vi nghiên cứu

- Địa điểm nghiên cứu: Phường Đồng Quang, TP Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên

3.2 T hời gian nghiên cứu

Đề tài được tiến hành trong thời gian từ ngày 07/06/2019 đến 10/10/2019 Tại Trung tâm Nghiên Cứu Địa Tin Học, Trường Đại Học Nông Lâm, TP Thái Nguyên, Tỉnh Thái Nguyên

3 3 Nội dung nghiên cứu

- Khảo sát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của phường Đồng Quang,

để phục vụ việc thu gom, vận chuyển CTR sinh hoạt cho phường Đồng Quang, TP Thái Nguyên

3 4 Phương pháp nghiên cứu

3.4.1 Phương pháp thu thập thông tin, số liệu

Phương pháp này kế thừa kết quả nghiên cứu của các tác giả đi trước cũng như các số liệu thu thập được từ Sở Tài nguyên và Môi trường, Công ty Môi trường và Công trình đô thị Thái Nguyên, UBND phường Đồng Quang,

TP Thái Nguyên… các số liệu thu thập được từ các đề tài, dự án, báo cáo về môi trường để làm CSDL cho đề tài Các số liệu thu thập gồm:

- Số liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của phường Đồng Quang, TP Thái Nguyên;

- Các thông tin, số liệu, hình ảnh về công tác quản lý CTR sinh hoạt tại phường Đồng Quang, TP Thái Nguyên: lượng rác phát sinh, tình hình thu gom, khối lượng thu gom, thời gian thu gom, lực lượng, phương tiện thu gom, vận chuyển, lộ trình thu gom, vận chuyển, bãi chôn lấp…

- Thu thập bản đồ: Bản đồ ranh giới hành chính, bản đồ giao thông, bản

đồ quy hoạch trên địa bàn phường Đồng Quang, TP Thái Nguyên

3.4.2 Phương pháp kế thừa

Nghiên cứu và kế thừa tài liệu trong và ngoài nước liên quan tới công tác quản lý CTR sinh hoạt, hệ thống thông tin địa lý và ứng dụng của hệ thống thông tin địa lý trong quản lý thu gom, vận chuyển CTR

3 4.3 Phương pháp khảo sát thực địa

Trên cơ sở nghiên cứu về mặt lí thuyết và các số liệu thu thập được, tiến hành khảo sát thực tế:

- Quan sát hiện trạng CTR sinh hoạt hàng ngày trên địa bàn phường Đồng Quang, TP Thái Nguyên

- Khảo sát khối lượng thu gom tại các điểm hẹn, quy trình thu gom, vận chuyển CTR sinh hoạt xem có đúng với quy trình trên văn bản không

3.4.4 Phương pháp phân tích, tổng hợp số liệu

- Trên cơ sở số liệu thu thập được, cùng với các số liệu khảo sát thực tế tiến hành phân tích, tổng hợp, xử lý nguồn số liệu, sau đó chọn lọc các số liệu

cần thiết để làm CSDL cho đề tài

- Phân tích và đánh giá hiện trạng về kinh tế, xã hội và công tác thu gom, vận chuyển CTR sinh hoạt tại phường Đồng Quang, TP Thái Nguyên

- Biến dự báo về khối lượng rác thải phát sinh tại phường Đồng Quang, TP Thái Nguyên

3.4.5 Phương pháp dự báo dân số và khối lượng CTR sinh hoạt phát sinh trong tương lai

Dự báo khối lượng CTR sinh hoạt phát sinh trong tương lai là vấn đề cần thiết và quan trọng để có kế hoạch đầu tư cho việc thu gom, vận chuyển rác một cách hiệu quả và hợp lý Khối lượng chất thải phát sinh trong tương lai của phường Đồng Quang, TP Thái Nguyên được dự báo dựa trên 2 căn cứ sau:

- Số dân và tỷ lệ tăng dân số;

- Khối lượng chất thải phát sinh bình quân đầu người

Theo cách này, căn cứ theo dân số của phường Đồng Quang kết hợp với mô hình toán học để dự báo dân số trong những năm tiếp theo Từ đó có thể tính được tổng lượng rác thải phát sinh hiện tại cũng như trong tương lai của khu vực

Công thức toán được dùng để dự báo dân số là công thức Euler cải tiến, được biểu diễn như sau:

N i+1 = Ni + r.Ni.Δt (1)

Với: Ni : Số dân ban đầu (người)

Ni+1: Số dân sau 1 năm (người)

r : Tốc độ tăng trưởng (%)