hệ thống thông tin môi trường.pdf

BÙI TÁ LONG

TP. HỒ CHÍ MINH 1/2006

ii

Kính mong sự đóng góp ý kiến của tất cả bạn đọc. Những đóng góp quí báu của bạn đọc sẽ giúp các tác giả nâng cao chất lượng giáo trình này.

Giáo trình này trình bày cơ sở khoa học, phương pháp xây dựng và phát triển các hệ thống thông tin môi trường. Các khái niệm cơ bản như thông tin môi trường, sự phân loại, tổ chức chúng được phân tích từ khía cạnh lý luận lẫn thực tiễn. Trong giáo trình cũng dành sự lưu ý đặc biệt cho những ứng dụng hệ thống thông tin môi trường cụ thể tại Việt Nam trong bối cảnh đất nước chúng ta đang có nhiều nỗ lực cho công tác bảo vệ môi trường và phát triển bền vững. Trong giáo trình đưa ra những ứng dụng cụ thể các hệ thống thông tin – mô hình môi trường tích hợp với GIS hỗ trợ công tác quản lý và thông qua quyết định trong lĩnh vực môi trường. Giáo trình hướng tới đối tượng là sinh viên, học viên cao học chuyên ngành môi trường và một số nghành liên quan, cũng như giảng viên, nghiên cứu viên tại các trường đại học và viện nghiên cứu.

Bản quyền @ 2006 - Bùi Tá Long, tiến sĩ khoa học,

iii

LỜI CÁM ƠN

Để hoàn thành cuốn giáo trình này tác giả xin chân thành cảm ơn Đại học Khoa học Huế, Viện môi trường và Tài nguyên, Đại học quốc gia Tp. HCM, Đại học Bách khoa, Đại học quốc gia Tp. HCM, Đại học dân lập kỹ thuật công nghệ Tp.HCM đã mời tác giả tham gia giảng dạy cho sinh viên, học viên cao học chuyên ngành môi trường.

Tác giả gửi lòng biết ơn chân thành tới Sở Khoa học và Công nghệ, Sở Tài nguyên và Môi trường các tỉnh An Giang, Bà Rịa – Vũng Tàu, Ninh Thuận, Đà Nẵng đã giúp đỡ và cung cấp nhiều thông tin quý giá trong quá trình thực hiện triển khai các phần mềm hỗ trợ quản lý môi trường.

Tác giả gửi lòng biết ơn sâu sắc tới giáo sư, tiến sĩ khoa học Lê Huy Bá, Đại học quốc gia Tp. Hồ Chí Minh, tiến sĩ Lê Văn Thăng, Đại học Khoa học Huế, phó giáo sư, tiến sĩ Huỳnh Thị Minh Hằng, Viện môi trường và tài nguyên, Đại học quốc gia Tp. Hồ Chí Minh, đã thể hiện sự quan tâm sâu sắc tới môn học này và đã mời tác giả tham gia giảng dạy cho sinh viên chuyên ngành môi trường. Tác giả cũng xin cám ơn ý kiến phản biện quí báu của Hội đồng xét duyết đã giúp tác giả có sự điều chỉnh cho phù hợp với mục tiêu của một giáo trình.

Tác giả cũng gửi lời cảm ơn chân thành đến tiến sĩ Lê Thị Quỳnh Hà, Viện Môi trường và Tài nguyên, Đại học quốc gia Tp. Hồ Chí Minh cùng các thành viên khác của nhóm ENVIM đã nhiệt tình giúp đỡ về tài liệu cũng như tinh thần rất quí báu trong suốt thời gian hoàn thành cuốn sách này.

Cuối cùng tác giả xin cám ơn các học trò của mình đã tham gia rất nhiệt tình phần xử lý số liệu, nhập số liệu cũng như kiểm tra phần mềm, cùng nhiều hỗ trợ khác để nâng cao giá trị về mặt thực tiễn cho tài liệu này.

iv

LỜI NÓI ĐẦU

Không thể giải quyết tốt vấn đề môi trường hiện nay mà không có thông tin môi trường. Hàng trăm ngàn xí nghiệp, hàng chục ngàn ống khói và các cống xả nước thải, hàng triệu tấn rác thải vào môi trường, hàng tỷ đô la hàng năm được đổ ra để xử lý, khắc phục tình trạng ô nhiễm – tất cả đó là những dòng thông tin khổng lồ cần phải đánh giá, xử lý, thực hiện các kết luận cần thiết và thông qua những quyết định đúng đắn.

Một chuyên gia môi trường hiện nay cần phải biết thông qua những quyết định có cơ sở. Để làm tốt công việc này bên cạnh các kiến thức truyền thống như cơ sở khoa học môi trường, sinh thái, quản lý môi trường, đánh giá tác động môi trường người kỹ sư môi trường phải nắm vững các kỹ năng tìm kiếm, khai thác thông tin và biết cách xây dựng các Hệ thống thông tin môi trường.

Ngày nay xử lý thông tin môi trường đã trở thành một hướng khoa học kỹ thuật độc lập với sự đa dạng các ý tưởng và phương pháp. Nhiều module riêng rẽ của quá trình xử lý thông tin môi trường đã đạt được mức độ cao trong tổ chức và gắn kết cho phép kết hợp tất cả các phương tiện xử lý thông tin trên một đối tượng môi trường cụ thể bằng khái niệm “Hệ thống thông tin môi trường” (Environmental Information System – EIS). Việc nghiên cứu chi tiết EIS dựa trên các khái niệm “thông tin”, “thông tin môi trường” và “hệ thống thông tin môi trường” mà chúng ta sẽ làm quen trong giáo trình này.

Tại Việt Nam một trong những hạn chế chính trong xây dựng các chính sách, ra các quyết định về môi trường ở Việt Nam đó là thiếu thông tin/dữ liệu môi trường tin cậy hoặc thông tin được cung cấp chưa kịp thời, chưa được xử lý thích hợp. Tất cả những điều này đã làm cho thấy các công trình nghiên cứu ứng dụng công nghệ thông tin, xây dựng các cơ sở dữ liệu môi trường trở nên cấp thiết.

Việc giải quyết các nhiệm vụ được đặt ra sẽ trở nên dễ dàng hơn nếu chúng ta làm tốt công tác đào tạo sinh viên môi trường. Làm sao giúp cho sinh viên hiểu và biết cách ứng dụng công nghệ thông tin trong công việc của mình và xa hơn nữa cần hình thành Bộ môn Tin học môi trường. Đây là một vấn đề đang được nhiều Trường Đại học trong cả nước quan tâm. Hiện nay rất thiếu tài liệu hay giáo trình nào về lĩnh vực này bằng tiếng Việt, có chăng chỉ là một số bài báo khoa học, đề tài nghiên cứu của một số thầy từ các Trung tâm khoa học khác nhau trong cả nước. Các tài liệu này rất khó tiếp cận đối với sinh viên đại học, bên cạnh tính hàn lâm và rời rạc đặc thù không thích hợp với công tác đào tạo.

Trước thực tế trên, sau một thời gian tham gia giảng dạy cho sinh viên chuyên ngành Môi trường của Đại học khoa học Huế, Đại học dân lập kỹ thuật công nghệ Tp. Hồ Chí Minh, cũng như cho học viên cao học thuộc Viện môi trường và tài nguyên, Đại học quốc gia Tp. Hồ Chí Minh tác giả biên soạn giáo trình này với mục tiêu giúp cho sinh viên nắm được một số khái niệm cũng như phương pháp xây dựng các hệ thống thông tin môi trường.

Cuốn sách này có 3 phần, 9 chương được xây dựng như sau. Phần thứ nhất là phần căn bản gồm 3 chương. Chương 1 trình bày một ngắn gọn những khái niệm và định nghĩa cơ bản của Hệ thống thông tin. Chương 2 trình bày một trong những khái niệm quan trọng của giáo trình này đó là thông tin môi trường, xem xét nó như một phần tài nguyên thông tin nói chung. Trong chương này cũng

v

trình bày một số vấn đề cơ bản của ngành tin học môi trường, đưa ra một loạt các định nghĩa cơ bản cần thiết cho những phần trình bày tiếp theo nêu lên tầm quan trọng của thông tin nói chung và thông tin môi trường nói riêng trong quá trình thông qua quyết định. Bên cạnh đó trong chương này hướng sự chú ý thông tin môi trường đặc trưng, rất cần thiết cho ứng dụng. Chương 3 giúp người đọc nắm được các giai đoạn chính làm việc với thông tin môi trường: quá trình thu thập, xử lý, lưu trữ, chuyển giao và phổ biến chúng. Đây là những kiến thức cần thiết đê thực hiện một dự án liên quan tới công nghệ thông tin ứng dụng trong quản lý môi trường cần thiết phải thực hiện một số công đoạn nhất định.

Phần thứ hai gồm 3 chương. Chương 4 trình bày những nội dung chính về hệ thống thông tin môi trường. Trong chương này trình bày định nghĩa, cấu trúc của một hệ thống thông tin môi trường cùng những nguyên lý xây dựng hệ thống thông tin môi trường. Bên cạnh đó trong chương này còn đưa ra khái niệm hệ thống thông tin – mô hình môi trường như một sự mở rộng cần thiết của hệ thống thông tin môi trường. Chương 5 xem xét một số cơ sở lý luận để xây dựng một hệ thống thông tin môi trường cấp tỉnh thành cho Việt Nam. Bên cạnh cơ sở lý luận, trong chương này trình bày một số kết quả triển khai thực tiễn trong điều kiện Việt Nam. Chương 6 trình bày một số mô hình mẫu lan truyền chất trong môi trường. Đây là những mô hình đã được nhiều Trung tâm khoa học lớn trên thế giới nghiên cứu trong nhiều năm qua. Những kiến thức trong chương này giúp sinh viên giải quyết một số bài toán ứng dụng trong thực tế.

Phần thứ ba gồm 3 chương. Chương 7 trình bày phương pháp xây dựng các hệ thống thông tin môi trường cụ thể. Các hệ thống thông tin môi trường được trình bày trong chương này được xây dựng dựa trên phương pháp tích hợp GIS, CSDL môi trường và mô hình. Kết quả nhận được là các phần mềm cụ thể giúp công tác thông qua quyết định trong quản lý môi trường trong lĩnh vực tương ứng. Chương 8 trình bày phần mềm tính toán lan truyền chất trong môi trường không khí. Các phần mềm này có mục tiêu giúp sinh viên tính toán nhanh ảnh hưởng các ống khói lên môi trường xung quanh. Chương 9 trình bày các phần mềm ứng dụng ENVIMAP, ENVIMWQ, ECOMAP. Các phần mềm này giúp sinh viên không chỉ quản lý các đối tượng môi trường quan trọng như cơ sở sản xuất, ống khói, cống xả, các vị trí quan trắc,… mà còn trợ giúp tính toán mô phỏng ảnh hưởng của các đối tượng này lên môi trường xung quanh. Với việc ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS), các phần mềm này giúp người dùng một công cụ trực quan để quản lý và phân tích môi trường.

Cuốn sách được viết như một giáo trình. Sau mỗi chương là phần các câu hỏi, bài tập, một số chủ đề viết tiểu luận và danh mục các tài liệu tham khảo. Giáo trình được giảng cho sinh viên môi trường ngành kỹ thuật hay khoa học tự nhiên với thời lượng là 45 tiết lý thuyết và 30 tiết thực hành. Với sinh viên môi trường các ngành khoa học xã hội và nhân văn có thể áp dụng với 30 tiết lý thuyết và 15 tiết thực hành. Tương ứng với thời lượng này là phần 1 và phần 2 cũng như chương 9 của phần 3 trong giáo trình này.

Giáo trình này hướng tới đối tượng sinh viên năm chuyên ngành môi trường hay một số ngành có liên quan tại các trường Đại học. Bên cạnh đó giáo trình này cũng có ích cho học viên trên đại học cũng như giảng viên, nghiên cứu viên thuộc các Cơ sở đào tạo và nghiên cứu trong nước.

Sau lần đầu tiên biên soạn tài liệu giảng dạy môn học này vào năm 2003 và 2004, lần này tác giả đã có một số điều chỉnh và bổ sung cho phù hợp với thực

vi

tiễn. Dù có nhiều cố gắng nhưng chắc chắn giáo trình này vẫn không thể tránh khỏi những tồn tại và hạn chế. Tác giả rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý đồng nghiệp cũng như bạn đọc gần xa có quan tâm tới ứng dụng công nghệ thông tin trong quản lý môi trường cũng như trong nghiên cứu môi trường. Góp ý xin gửi về địa chỉ [email protected] hoặc theo địa chỉ trên trang Web: www.envim.com.vn.

Tp. Hồ Chí Minh 1/2006 Tác giả: TSKH. Bùi Tá Long.

mailto:[email protected]

http://www.envim.com.vn/

vii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

HTTT Hệ thống tính toán

EIS Environmental Information System – Hệ thống Thông tin môi trường

HTTTMT Hệ thống Thông tin môi trường

GIS Geographic Information System – Hệ thống thông tin địa lý

CNTT Công nghệ thông tin

HTTTTĐ Hệ thống thông tin tự động

HTQTMTQG Hệ thống quan trắc môi trường cấp quốc gia

CSDLKG Cơ sở dữ liệu không gian

CAP Computation for Air Pollution – phần phềm tính toán ô nhiễm không khí

ENVIM ENVironmental Information Management software – phần mềm quản lý môi trường

ENVIMNT ENViroment Information Management software for Ninh Thuan (Phần mềm hỗ trợ quản lý và giám sát môi trường tỉnh Ninh Thuận)

ECOMAP

Mapping and computing for Air Pollution software for central EConomic key regiOn – Vẽ và tính toán ô nhiễm không khí cho các tỉnh thuộc vùng kinh tế trọng điểm Miền Trung.

ENVIMWQ ENVironmental Information Management and Water Quality simulation – Phần mềm quản lý và mô phỏng chất lượng nước

ENVIMAP ENVironmental Information Management and Air Pollution estimation – Phần mềm quản lý và đánh giá ô nhiễm không khí

KCN Khu công nghiệp

TCCP Tiêu chuẩn cho phép

CSDL Cơ sở dữ liệu

CSSX Cơ sở sản xuất

viii

DANH MỤC LỜI CÁM ƠN .......................................................................................................................iii LỜI NÓI ĐẦU.......................................................................................................................iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................................vii PHẦN THỨ NHẤT ...............................................................................................................1 CHƯƠNG 1 HỆ THỐNG THÔNG TIN......................................................................1

1.1 Các khái niệm và định nghĩa cơ bản................................................................1 1.2 Các thành phần của công nghệ thông tin .........................................................2 1.3 Phân loại công nghệ thông tin .........................................................................4 1.4 Các giai đoạn phát triển của hệ thống thông tin ..............................................6 Câu hỏi và bài tập ................................................................................................................6 Tài liệu tham khảo ...............................................................................................................6

CHƯƠNG 2 THÔNG TIN MÔI TRƯỜNG NHƯ MỘT PHẦN TÀI NGUYÊN THÔNG TIN CỦA XÃ HỘI .................................................................................................7

2.1 Thông tin và thông tin môi trường...................................................................7 2.2 Vai trò của thông tin trong quản lí nói chung và quản lí môi trường nói riêng 9 2.3 Sự sản sinh ra thông tin môi trường...............................................................11

2.3.1 Mở rộng kiến thức.................................................................................................... 11 2.3.2 Quan trắc môi trường ............................................................................................... 14

2.4 Đối tượng nghiên cứu của thông tin môi trường ...........................................16 2.5 Sự phân loại thông tin môi trường.................................................................18 2.6 Các cơ quan thu thập thông tin môi trường trên ví dụ Tp. Hồ Chí Minh ......24 2.7 Một số ấn phẩm chứa đựng thông tin môi trường tại Việt Nam....................26 2.8 Thông tin về các vấn đề môi trường đặc trưng..............................................27

2.8.1 Chất lượng nước, không khí, đất.............................................................................. 28 2.8.2 Thông tin về các xí nghiệp gây ô nhiễm .................................................................. 29 2.8.3 Thông tin về cơ sở sản xuất - các dạng chính của báo cáo môi trường................... 30 2.8.4 Sức khoẻ của nhân dân............................................................................................. 33

Câu hỏi và bài tập ..............................................................................................................34 Tài liệu tham khảo .............................................................................................................35

CHƯƠNG 3 CÁC GIAI ĐOẠN LÀM VIỆC VỚI THÔNG TIN MÔI TRƯỜNG 36

3.1 Xác định mục đích và nội dung công việc.....................................................37 3.2 Thu thập thông tin..........................................................................................38 3.3 Đánh giá nguồn thông tin ..............................................................................39

3.3.1 Tính xác thực và đầy đủ ........................................................................................... 39 3.3.2 Tài liệu tham khảo và luận chứng. Văn hóa làm việc với thông tin......................... 40 3.3.3 Một số tiêu chí khác đánh giá nguồn thông tin ........................................................ 41 3.3.4 Nguyên lý dư thừa và nguyên lý đầy đủ một cách hợp lý........................................ 42

3.4 Xử lý và hệ thống hóa....................................................................................43 3.5 Diễn giải.........................................................................................................44

3.5.1 Ý nghĩa của diễn giải thông tin ................................................................................ 44 3.5.2 Báo cáo tổng hợp thông tin ...................................................................................... 46

3.6 Biểu diễn và phổ biến thông tin.....................................................................46 3.6.1 Mức độ biểu diễn thông tin ...................................................................................... 47 3.6.2 Các kênh phổ biến thông tin .................................................................................... 48

3.7 Tin học môi trường – một lĩnh vực khoa học mới hình thành.......................49 3.8 Một số hướng nghiên cứu trong Tin học môi trường ....................................51 3.9 Một số kết luận ..............................................................................................53

ix


PHẦN THỨ HAI .................................................................................................................55 CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG THÔNG TIN MÔI TRƯỜNG .......................................55

4.1 Một số khái niệm cơ bản................................................................................55 4.1.1 Hệ thống, đặc trưng và các thành phần của hệ thống............................................... 55 4.1.2 Công nghệ CSDL trong nghiên cứu môi trường...................................................... 56 4.1.3 Về vai trò của công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) trong nghiên cứu môi trường 58 4.1.4 Công nghệ mạng và công dụng của nó .................................................................... 59

4.2 Nhu cầu thực tế như một yêu cầu làm xuất hiện các hệ thống thông tin môi trường 60 4.3 Phân tích một số công trình nghiên cứu xây dựng hệ thống thông tin môi trường 61 4.4 Định nghĩa Hệ thống thông tin môi trường ...................................................62 4.5 Cơ cấu tổ chức của HTTTMT .......................................................................63

4.5.1 Phát triển hệ cơ sở dữ liệu không gian..................................................................... 63 4.5.2 Quản lý hệ CSDL không gian (CSDLKG) .............................................................. 69

4.6 Các nguyên lý xây dựng Hệ thống thông tin môi trường ..............................74 4.6.1 Thông tin tư liệu – cơ sở quan trọng của HTTTMT ................................................ 75 4.6.2 Xây dựng khối ngân hàng dữ liệu ........................................................................... 75 4.6.3 Xây dựng khối cơ sở pháp lý cho đối tượng cần quản lý......................................... 76 4.6.4 Xây dựng khối thông tin tra cứu .............................................................................. 77 4.6.5 Xây dựng khối quan trắc môi trường trong HTTTMT............................................. 78 4.6.6 Nghiên cứu ứng dụng những thành tựu mới nhất của khoa học và công nghệ ........ 79 4.6.7 Đảm bảo tính độc lập giữa các khối......................................................................... 79

4.7 Hệ thống thông tin – mô hình môi trường tích hợp như sự mở rộng hệ thống thông tin môi trường ..........................................................................................................80

4.7.1 Sự cần thiết phải xây dựng hệ thống thông tin – mô hình tích hợp ......................... 80 4.7.2 Phân tích một số công trình nghiên cứu xây dựng hệ thống thông tin – mô hình môi trường tích hợp .......................................................................................................................... 82


CHƯƠNG 5 MỘT SỐ VẤN ĐỀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG THÔNG TIN MÔI TRƯỜNG TẠI VIỆT NAM ................................................................................................85

5.1 Mở đầu...........................................................................................................85 5.2 Một số cơ sở lý luận xây dựng hệ thống quan trắc môi trường tổng hợp và thống nhất cấp quốc gia (HTQTMTQG) ...........................................................................87 5.3 Một số tiền đề cơ bản cho việc xây dựng hệ thống thông tin môi trường tại Việt nam 89 5.4 Đề xuất mô hình hệ thống thông tin môi trường cấp tỉnh..............................91 5.5 Khía cạnh kỹ thuật thực thi hệ thống thông tin môi trường..........................95 5.6 Một số kết quả triển khai xây dựng hệ thống thông tin môi trường cho các tỉnh thành Việt Nam...........................................................................................................96

5.6.1 Module quản lý bản đồ số ........................................................................................ 98 5.6.2 Module quản lý dữ liệu ............................................................................................ 98 5.6.3 Module phân tích, truy vấn, làm báo cáo ................................................................. 99 5.6.4 Module quản lý tập văn bản môi trường ................................................................ 101 5.6.5 Module mô hình ..................................................................................................... 101 5.6.6 Module WEB ......................................................................................................... 103 5.6.7 Module quản lý giao diện và giao tiếp user ........................................................... 103 5.6.8 Một số công cụ khác .............................................................................................. 104

x

Câu hỏi và bài tập ............................................................................................................104 Tài liệu tham khảo ...........................................................................................................105

CHƯƠNG 6 MỘT SỐ MÔ HÌNH MẪU LAN TRUYỀN CHẤT Ô NHIỄM TRONG MÔI TRƯỜNG ..................................................................................................106

6.1 Mô hình lan truyền chất ô nhiễm không khí từ nguồn điểm........................106 6.1.1 Cơ sở lựa chọn mô hình tính toán lan truyền và khuếch tán chất ô nhiễm không khí 107 6.1.2 Mô hình Berliand tính toán lan truyền chất ô nhiễm trong khí quyển ................... 110 6.1.3 Mô hình vệt khói GAUSS tính toán lan truyền chất ô nhiễm trong khí quyển ...... 114

6.2 Tính toán nồng độ trung bình – mô hình Hanna – Gifford cho nguồn vùng 119 6.3 Mô hình Paal đánh giá ô nhiễm cho nguồn điểm xả thải vào kênh sông ....122

6.3.1 Khái niệm chất lượng nước.................................................................................... 122 6.3.2 Cơ sở lý luận xây dựng mô hình toán chất lượng nước mặt .................................. 123 6.3.3 Mô hình Paal - mô hình hóa quá trình hình thành chất lượng nước sông ............. 125

6.4 Mô hình toán sinh thái .................................................................................130 6.4.1 Đặt vấn đề .............................................................................................................. 130 6.4.2 Xây dựng mô hình toán mô tả một số hệ sinh thái................................................. 135


PHẦN THỨ BA .................................................................................................................142 CHƯƠNG 7 PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG hỆ THỐNG THÔNG TIN – MÔ HÌNH MÔI TRƯỜNG TÍCH HỢP VỚI GIS .................................................................142

7.1 Mở đầu.........................................................................................................142 7.2 GIS như một thành phần quan trọng trong xây dựng Hệ thống thông tin – mô hình môi trường ...............................................................................................................143 7.3 Xây dựng phần mềm ENVIMWQ – quản lý và mô phỏng chất lượng nước 144

7.3.1 Mục tiêu của phần mềm ENVIMWQ .................................................................... 144 7.3.2 Sơ đồ cấu trúc và các chức năng chính của phần mềm ENVIMWQ ..................... 144 7.3.3 Các chức năng tạo đối tượng quản lý trong ENVIMWQ....................................... 146 7.3.4 Các thông tin quan trắc được quản lý trong ENVIMWQ ..................................... 150 7.3.5 Nội dung báo cáo được thực hiện trong ENVIMWQ ............................................ 154 7.3.6 Chức năng thống kê trong ENVIMWQ ................................................................. 155 7.3.7 Tính toán mô phỏng chất lượng nước trong ENVIMWQ...................................... 156 7.3.8 Các chức năng hỗ trợ khác trong ENVIMWQ....................................................... 158

7.4 Xây dựng phần mềm ENVIMAP – quản lý và đánh giá ô nhiễm không khí 158

7.4.1 Mục tiêu của phần mềm ENVIMAP...................................................................... 159 7.4.2 Sơ đồ cấu trúc và các chức năng chính của phần mềm ENVIMAP....................... 159 7.4.3 Các chức năng tạo đối tượng quản lý trong ENVIMAP ........................................ 160 7.4.4 Các thông tin quan trắc được quản lý trong ENVIMAP........................................ 163 7.4.5 Nội dung báo cáo được thực hiện trong ENVIMAP.............................................. 165 7.4.6 Chức năng thống kê trong ENVIMAP................................................................... 166 7.4.7 Tính toán mô phỏng chất lượng không khí trong ENVIMAP............................... 167 7.4.8 Các chức năng hỗ trợ khác trong ENVIMAP ........................................................ 169

7.5 Xây dựng phần mềm ECOMAP – quản lý phát thải và mô phỏng chất lượng không khí theo mô hình nguồn vùng ...............................................................................170

7.5.1 Mục tiêu của phần mềm ECOMAP ....................................................................... 170 7.5.2 Sơ đồ cấu trúc và các chức năng chính của phần mềm ECOMAP ........................ 171 7.5.3 Các chức năng tạo đối tượng quản lý trong ECOMAP.......................................... 172 7.5.4 Các thông tin quan trắc được quản lý trong ECOMAP ........................................ 175 7.5.5 Nội dung báo cáo được thực hiện trong ECOMAP ............................................... 177

xi

7.5.6 Chức năng thống kê trong ECOMAP .................................................................... 177 7.5.7 Tính toán mô phỏng chất lượng không khí trong ECOMAP ................................ 177 7.5.8 Các chức năng hỗ trợ khác trong ECOMAP.......................................................... 179


CHƯƠNG 8 PHẦN MỀM TỰ ĐỘNG HÓA TÍNH TOÁN ĐƠN GIẢN..............181 8.1 Phần mềm CAP 1.0 (Computing Air Pollution)..........................................181

8.1.1 Tính phân bố nồng độ chất bẩn tại mặt đất theo chiều gió..................................... 181 8.1.2 Tính nồng độ cực đại chất bẩn tại mặt đất với các vận tốc gió khác nhau............. 184 8.1.3 Tính phân bố nồng độ chất bẩn tại mặt đất vuông góc với chiều gió..................... 185 8.1.4 Tính phân bố nồng độ chất bẩn tại mặt đất theo chiều gió cho nhiều ống khói .... 187

8.2 Phần mềm CAP 2.5 (Computing Air Pollution)..........................................189 8.2.1 Các thành phần của thanh công cụ CAP 2.5 .......................................................... 190 8.2.2 Các thành phần của menu Mô hình........................................................................ 190 8.2.3 Các dữ liệu tính toán trong CAP 2.5 ...................................................................... 191 8.2.4 Tính toán ô nhiễm không khí trong CAP 2.5 ......................................................... 195 8.2.5 Mô phỏng ô nhiễm không khí theo hướng gió....................................................... 198 8.2.6 Tính toán nồng độ chất ô nhiễm tại một điểm bất kỳ............................................. 199 8.2.7 Nồng độ chất ô nhiễm cực đại đối với các vận tốc gió khác nhau ......................... 199 8.2.8 Khoảng cách đạt nồng độ cực đại đối với các vận tốc gió khác nhau.................... 200 8.2.9 In ấn trong CAP 2.5 ............................................................................................... 201


CHƯƠNG 9 PHẦN MỀM TÍCH HỢP CƠ SỞ DỮ LIỆU MÔI TRƯỜNG, HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ VÀ MÔ HÌNH TOÁN.................................................205

9.1 Giới thiệu tổng quan về các phần mềm tích hợp hệ thống thông tin địa lý, cơ sở dữ liệu môi trường và mô hình toán............................................................................205 9.2 Cài đặt ..........................................................................................................206

9.2.1 Hướng dẫn cài đặt phần mềm hỗ trợ DotnetFrameWork....................................... 206 9.2.2 Hướng dẫn cài đặt phần mềm hỗ trợ Flash Player 7 ActiveX control ................... 207 9.2.3 Hướng dẫn cài đặt font chữ MapInfo..................................................................... 207

9.3 Khởi động ENVIMWQ 2.0 .........................................................................208 9.4 Menu và thanh công cụ của ENVIMWQ 2.0 ..............................................211

9.4.1 Menu chính ............................................................................................................ 211 9.4.2 Thanh công cụ Điều khiển bản đồ.......................................................................... 212 9.4.3 Thanh công cụ Thao tác trên đối tượng ................................................................. 212 9.4.4 Thanh công cụ Vẽ đối tượng.................................................................................. 212 9.4.5 Thanh công cụ Mô hình ......................................................................................... 212 9.4.6 Chọn một đối tượng ............................................................................................... 212 9.4.7 Chọn nhiều đối tượng............................................................................................. 213 9.4.8 Menu tiếp xúc của đối tượng.................................................................................. 213 9.4.9 Thanh trạng thái và các thành phần........................................................................ 213

9.5 Thao tác với hộp thoại .................................................................................214 9.5.1 Thao tác với hộp thoại thông thường ..................................................................... 214 9.5.2 Thao tác với hộp thoại dạng bảng .......................................................................... 215 9.5.3 Thao tác với hộp thoại có chứa đồ thị .................................................................... 220

9.6 Giao diện của ENVIMWQ 2.0 ....................................................................221 9.7 Làm việc với thông tin bản đồ, đối tượng địa lý, thông tin hành chính, tạo mới thông tin cho đối tượng ENVIMWQ 2.0..................................................................222

9.7.1 Làm việc với thông tin bản đồ ............................................................................... 222 9.7.2 Các tác vụ gắn với một đối tượng địa lý ................................................................ 226 9.7.3 Các thông tin hành chính ....................................................................................... 234 9.7.4 Tạo mới thông tin cho đối tượng............................................................................ 241

xii

9.8 Thống kê các dữ liệu của các đối tượng trong ENVIMWQ ........................249 9.8.1 Thống kê lượng xả thải tại cống xả........................................................................ 250 9.8.2 Thống kê lượng xả thải tại cơ sở sản xuất.............................................................. 255 9.8.3 Thống kê lượng xả thải tại điểm xả........................................................................ 260 9.8.4 Thống kê lượng nước cấp tại cơ sở sản xuất.......................................................... 265 9.8.5 Thống kê chất lượng nước cấp tại cơ sở sản xuất .................................................. 270 9.8.6 Thống kê chất lượng nước tại điểm lấy mẫu chất lượng nước............................... 275 9.8.7 Thống kê chất lượng nước tại điểm kiểm soát chất lượng nước ............................ 280 9.8.8 Thống kê số liệu đo tại trạm thủy văn.................................................................... 285

9.9 Tính toán mô phỏng ô nhiễm nước kênh sông trong ENVIMWQ 2.0 ........291 9.10 Tính toán mô phỏng ô nhiễm không khí trong ENVIMAP 2.0 ..................299 9.11 Tính toán mô phỏng ô nhiễm không khí do nguồn phát thải vùng ECOMAP 2.0 306 Câu hỏi và bài tập ............................................................................................................315 Tài liệu tham khảo ...........................................................................................................316

DANH MỤC BẢNG BIỂU................................................................................................317 DANH MỤC HÌNH ...........................................................................................................318

1

PHẦN THỨ NHẤT

CHƯƠNG 1 HỆ THỐNG THÔNG TIN

Chương này làm quen với bạn đọc những khái niệm hệ thống thông tin và lịch sử phát

triển của nó. Các kiến thức cơ bản trong mục này sẽ giúp người đọc dễ dàng hơn trong những chương mục tiếp theo.

1.1 Các khái niệm và định nghĩa cơ bản

Một trong những điều kiện tiên quyết nâng cao hiệu quả công tác quản lý là ứng dụng công nghệ thông tin. Công nghệ thông tin đòi hỏi phải biết cách làm việc với thông tin và nắm bắt được các kỹ thuật tính toán và xử lý số liệu.

Công nghệ thông tin – là sự kết hợp nhiều quá trình diễn ra như thu thập, nhận, lưu trữ, bảo quản, xử lý, phân tích và truyền thông tin trong một cấu trúc có tổ chức. Các quá trình này diễn ra với việc ứng dụng các kỹ thuật tính toán, xử lý hay nói một cách khác các quá trình này diễn ra cùng với việc biến đổi thông tin do bộ vi xử lý của hệ thống tính toán.

Phương pháp xử lý thông tin rất khác nhau. Việc lựa chọn phương pháp xử lý phụ thuộc vào đối tượng quản lý cũng như hệ thống quản lý. Để dễ cho nghiên cứu và thiết kế các quá trình này người ta phân biệt một số quá trình khác nhau.

Chế độ làm việc của quá trình xử lý thông tin trong các hệ thống tính toán (HTTT) có ảnh hưởng quan trọng tới sự phân loại. Người ta phân biệt chế độ làm việc và chế độ khai thác các HTTT. Chế độ khai thác liên quan tới nỗ lực nâng cao tính hiệu quả làm việc của người sử dụng. Chế độ làm việc chủ yếu xác định tính hiệu quả làm việc của HTTT.

Tính hiệu quả hoạt động của HTTT được đặc trưng bởi năng suất lao động của nó. Khả năng kết hợp trong hệ thống thiết bị Input – Output và vi xử lý có ảnh hưởng lớn tới năng xuất lao động của HTTT. Nếu có nhiều vi xử lý hơn thì năng suất lao động của HTTT cũng tăng lên đáng kể. Chế độ làm việc như vậy gọi là đa xử lý.

Chúng ta cùng xem xét một số chế độ hoạt động khai thác HTTT. Có thể lấy ví dụ : chế độ xử lý ngoại tuyến (off line) (Không ghép nối trực tiếp với các máy tính khác). Trong chế độ làm việc này sự can thiệp điều hành viên là tối thiểu, HTTT làm việc với mức độ hiệu quả cao nhưng thời gian chờ đợi kết quả rất nhiều. Để làm tăng nhanh ra kết quả cần tận dụng chế độ làm việc của hệ được gọi là xử lý song song cho xử lý ngoại tuyến. Ở chế độ này mỗi chương trình ứng dụng được qui định một khoảng thời gian nhất định để khi kết thúc thì việc quản lý chuyển tiếp cho chương trình sau. Điều nảy cho phép nhận được kết quả theo các chương trình ngắn cho tới khi kết thúc xử lý toàn bộ chương trình.

Chế độ xử lý tiếp theo được gọi là trực tuyến (on line) (theo từ điển tin học có nghĩa là trực tuyến có nghĩa là sự ghép nối trực tiếp máy bạn với một máy tính khác, đồng thời bạn có thể thâm nhập vào máy tính đó; ví dụ, sau khi bạn mắc nối thành công nó với máy PC của bạn và bật điện cho nó chạy. Trong truyền thông dữ liệu, trực tuyến là đã được nối với máy tính khác ở xa). Cách xử lý này cho phép gia tăng tốc độ trả lời của hệ cho người sử dụng

Phương pháp chia sẻ thời gian (time-sharing) máy tính là phương pháp chia xẻ những tài nguyên của một máy tính nhiều người dùng, trong đó mọi thành viên đều có cảm

2

giác mình là người duy nhất đang sử dụng hệ thống. Trong các hệ máy tính lớn có hàng trăm hoặc hàng ngàn người có thể sử dụng máy đồng thời, mà không hề biết có nhiều người khác cũng đang sử dụng. Tuy nhiên, ở những giờ cao điểm, hệ thống đáp ứng rất chậm.

Các nhiệm vụ được giải quyết trong các hệ tự động được chia ra thành các nhiệm vụ đòi hỏi xuất kết quả ngay lập tức trong phạm vi thời gian rất ngắn. Với những nhiệm vụ đòi hỏi kết quả ngay lập tức người ta dùng chế độ thời gian thực. Chế độ này đặc trưng bởi quá trình xử lý thông tin từ xa. Chế độ này cho phép người dùng nhận được kết quả tại địa điểm cách xa máy tính xử lý. Để truyền dữ liệu người ta thường dùng các kênh liên lạc.

Việc lựa chọn chế độ này hay chế độ khác trong xử lý HTTT được xác định bởi các tham số của nhiệm vụ cần giải quyết. Khi người dùng có thể truy cập tới một thiết bị nào đó và chỉ có một khối lượng nhỏ thông tin tham gia vào quá trình xử lý dữ liệu (ví dụ thông báo tin tức cho nhau) nên sử dụng chế độ truy cập trực tiếp và xử lý thật nhanh.

Khi làm việc với một khối lượng lớn thông tin và vấn đề không đòi hỏi sự gấp gáp về mặt thời gian có thể chọn chế độ off line. Kết hợp với xử lý từ xa sẽ cho phép thông tin nhanh kết quả tới người dùng.

Các dữ liệu đã được chuẩn bị và chuẩn bị đưa vào HTTT trong quá trình lưu trữ được chứa trên các thiết bị lưu trữ thông tin (đĩa cứng, CD, USB).

Ngày nay thông tin không ngừng tăng lên về số lượng đòi hỏi các công nghệ lưu trữ nó dưới dạng các ngân hàng dữ liệu. Điều này giúp cho xử lý thông tin diễn ra nhanh chóng và thuận lợi hơn.

Một khối lượng lớn thông tin cần xử lý, lưu trữ và truyền tới người dùng, phần còn lại được nhập vào hay xử lý bên trong quá trình sản xuất. Ở đây có thể nói ngắn gọn về các quá trình tuần hoàn và xử lý thông tin (các quá trình thông tin).

1.2 Các thành phần của công nghệ thông tin

Công nghệ thông tin dựa trên và phụ thuộc vào hỗ trợ kỹ thuật, chương trình, thông tin, phương pháp và tổ chức.

Hỗ trợ kỹ thuật – đó là máy tính cá nhân, tổ chức kỹ thuật, đường truyền và các thiết bị mạng. Dạng công nghệ thông tin phụ thuộc vào trang bị kỹ thuật (bằng tay, tự động, từ xa) sẽ ảnh hưởng tới thu thập, xử lý và truyền thông tin tại chỗ. Sự phát triển kỹ thuật tính toán không giậm chân tại chỗ. Máy tính càng ngày cành mạnh hơn, rẻ hơn và do vậy dễ tiếp cận hơn với nhiều người dùng. Máy tính ngày nay được trang bị bởi các thiết bị truyền thông: modem, bộ nhớ lớn, máy scaner, các thiết bị nhận giọng nói và chữ viết.

Chương trình máy tính (phần mềm) phụ thuộc trực tiếp vào yếu tố kỹ thuật và hỗ trợ thông tin thực thi chức năng lưu trữ, phân tích, bảo quản, phân tích và giao tiếp người – máy.

Hỗ trợ thông tin – tập hợp các dữ liệu được biểu diễn dưới dạng nhất định cho xử lý trên máy tính.

Hỗ trợ về tổ chức và phương pháp là một tập hợp các biện pháp hướng tới sự hoạt động của máy tính và các phần mềm để nhận được kết quả mong muốn.

Các tính chất cơ bản của công nghệ thông tin là:

- Hợp lý, - Có thành phần và cấu trúc, - Tác động với môi trường bên ngoài, - Toàn vẹn,

3

- Phát triển theo thời gian. 1. Hợp lý - mục tiêu chính của ứng dụng công nghệ thông tin là nâng cao hiệu quả

công việc dựa trên ứng dụng các thiết bị máy tính hiện đại xử lý thông tin, các CSDL phân bố và các mạng tính toán khác nhau bằng cách lưu thông và xử lý nhiều lần thông tin.

2. Các thành phần và cấu trúc:

Các thành phần chức năng – đây là nội dung cụ thể của các quá trình lưu thông và xử lý nhiều lần thông tin;

Cấu trúc của công nghệ thông tin:

Hình 1.1. Cấu trúc của công nghệ thông tin

Cấu trúc của công nghệ thông tin – là một sự tổ chức bên trong, thực chất là sự phụ

thuộc tương hỗ giữa các thành phần tạo nên nó được kết hợp thành hai nhóm lớn: công nghệ nền tảng và cơ sở tri thức.

Mô hình đối tượng – là tập hợp các mô tả, đảm bảo sự hiểu nhau giữa những người sử dụng: các chuyên gia của xí nghiệp và những người xây dựng chương trình.

Công nghệ nền tảng – là tập hợp các phương tiện, thiết bị tự động hóa, lập trình hệ thống và xây dựng công cụ trên cơ sở đó thực thi các hệ con lưu trữ và biến đổi thông tin.

Cơ sở tri thức là tập hợp các tri thức, được lưu trữ trong bộ nhớ máy tính. Tri thức có thể được chia ra thành tri thức thống quan (nghĩa là kiến thức về vấn đề gì đó một cách tổng quan) và tri thức chuyên ngành (nghĩa là kiến thức về cái gì đó cụ thể). Cơ sở tri thức thực chất là biểu diễn đối tượng. Nó bao hàm CSDL (thông tin về xí nghiệp, cơ sở sản xuất, chế độ làm việc…).

Các phương tiện hệ thống và công cụ:

4

a). Thiết bị; b). Phần mềm hệ thống (hệ điều hành, CSDL); c). Phần mềm công cụ (tiếng anh, hệ thống lập trình, nguôn ngữ chuyên biệt, công nghệ lập trình); d). Tập hợp các nút lưu trữ và xử lý thông tin. 3. Tác động với môi trường bên ngoài – sự tương tác công nghệ thông tin với các đối

tượng quản lý, các xí nghiệp có liên hệ chặt chẽ với nhau, với khoa học, công nghiệp và các phương tiện kỹ thuật tự động hóa.

4. Tính toàn vẹn – công nghệ thông tin là một hệ thống hoàn chỉnh, có khả năng giải quyết các nhiệm vụ mà không một thành phần riêng rẽ nào của nó có thể giải quyết được.

5. Phát triển theo thời gian – đảm bảo sự phát triển năng động của công nghệ thông tin, các phiên bản nâng cấp, sự thay đổi về cấu trúc và sự bổ sung các thành phần mới.

1.3 Phân loại công nghệ thông tin

Để có thể hiểu một cách chính xác và đánh giá nó cũng như sử dụng công nghệ thông tin có hiệu quả trong các lĩnh vực khác nhau của cuộc sống cần thiết có sự phân loại chúng.

Sự phân loại công nghệ thông tin phụ thuộc vào tiêu chí phân loại. Tiêu chí ở đây có thể lấy chỉ số hay tập hợp các tiêu chí có ảnh hưởng lên sự lựa chọn công nghệ này hay công nghệ khác. Ví dụ cho tiêu chí như vậy chính là giao diện người dùng, hay hệ điều hành thực thi.

Hệ điều hành thực hiện các lệnh thông qua giao diện dạng lệnh, WIMP, SILK.

Giao diện dạng lệnh – đề xuất phương án xuất ra màn hình lời mời nhập lệnh vào.

WIMP - (Window-cửa sổ, Image-hình ảnh, Menu-thực đơn, Pointer-con trỏ).

SILK - (Speech-tiếng nói, Image-hình ảnh, Language-ngôn ngữ, Knowledge-tri thức).

Các hệ điều hành được chia ra thành nhiều loại : một chương trình, nhiều chương trình và nhiều người sử dụng.

Một chương trình - SKP, MS DOS và các hệ điều hành khác. Các hệ điều hành thuộc nhóm này hỗ trợ chế độ ngoại tuyến và chế độ đối thoại trong xử lý thông tin.

Hệ điều hành nhiều chương trình - UNIX, DOS 7.0, OS/2, WINDOWS; hệ điều hành thuộc nhóm này cho phép kết hợp các công nghệ đối thoại ngoại tuyến và đối thoại trong xử lý thông tin.

Hệ điều hành nhiều người dùng (hệ điều hành mạng) - INTERNET, NOVELL, ORACLE, NETWARE và các hệ khác thực hiện xử lý công nghệ từ xa trong các mạng cũng như các công nghệ khác như đối thoại và ngoại tuyến tại chỗ.

Các dạng công nghệ thông tin được liệt kê ở trên được sử dụng rộng rãi ngày nay trong các hệ thống thông tin môi trường, hệ thống thông tin kinh tế,… .

Công nghệ thông tin được phân loại theo dạng thông tin được chỉ ra trên Hình 1.2

5

Hình 1.2. Phân loại công nghệ thông tin theo dạng thông tin

Không nên chỉ giới hạn bởi hình trên. Công nghệ thông tin bao gồm cả các hệ tự động

thiết kế. Một phần không thể thiếu của công nghệ thông tin chính là thư điện tử, gồm một bộ các chương trình cho phép lưu trữ và gửi nhắn tin giữa các người dùng.

Hiện nay các công nghệ hypertext và multimedia cho phép làm việc với âm thanh, video và các hình ảnh động.

Phân loại công nghệ thông tin theo dạng lưu trữ thông tin có thể kể tới giấy (là đầu vào và đầu ra) và các công nghệ không giấy (công nghệ mạng, các tài liệu điện tử).

Công nghệ thông tin được phân loại theo mức độ cụ thể các phép toán: công nghệ điều hành hay công nghệ đối tượng. Điều hành khi sau mỗi phép toán là một vị trí với phương tiện kỹ thuật cụ thể. Đây là đặc trưng của công nghệ xử lý thông tin đóng gói được thực hiện trên những máy tính lớn. Công nghệ hướng đối tượng cho phép thực hiện tất cả các phép toán tại một chỗ, ví dụ trên một máy tính các nhân, trường hợp riêng là APM (Hệ thống tự động hóa tại chỗ làm việc).

6

1.4 Các giai đoạn phát triển của hệ thống thông tin

Những hệ thống thông tin đầu tiên xuất hiện vào những năm 50 của thế kỷ trước. Trong những năm này, các hệ thống thông tin được dùng để xử lý các phép tính thống kê và tính lương và được thực thi trên các máy tính cơ điện. Trên thực tế các hệ thông tin đầu tiên này đã làm giảm đáng kể chi phí và thời gian chuẩn bị các tài liệu tương ứng.

Những năm 60 của thế kỷ trước đánh dấu sự thay đổi mối liên hệ với Hệ thống thông tin. Trong tin nhận được từ các hệ thông tin được ứng dụng để làm các báo cáo thông kê theo nhiều thông số khác nhau. Nhiều chức năng của hệ thống thông tin đã được bổ sung để xử lý thông tin.

Trong những năm 70 — bắt đầu những năm 80 của thế kỷ trước hệ thống thông tin đã được sử dụng rộng rãi trong công tác quản lý, hỗ trợ quá trình thông qua quyết định hành chính.

Vào cuối những năm 80 quan điểm sử dụng hệ thống thông tin lại thay đổi một lần nữa. Thời điểm này các hệ thống thông tin trở thành nguồn thông tin mang tính chiến lược ở mọi mức độ tổ chức. Hệ thống thông tin đã cung cấp thông tin một cách kịp thời, hỗ trợ cho các tổ chức đạt được những thành tựu quan trọng, góp phần nâng cao hiệu quả công việc, tạo ra sản phẩm mới, tìm kiếm thị trường mới, sản xuất ra những sản phẩm với chi phí thấp và nhiều thứ khác nữa.

Câu hỏi và bài tập

1. Hãy trình bày những thành phần chính của công nghệ thông tin và tính chất cơ bản của công nghệ thông tin

2. Trình bày phân loại công nghệ thông tin theo dạng thông tin

Tài liệu tham khảo

1. Đặng Mộng Lân, 2001. Các công cụ quản lý môi trường. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, 199 trang.

2. Võ Văn Huy, Huỳnh Ngọc Liễu, 2001. Hệ thống thông tin quản lý. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, 290 trang.

7

CHƯƠNG 2 THÔNG TIN MÔI TRƯỜNG NHƯ MỘT PHẦN TÀI NGUYÊN THÔNG TIN CỦA XÃ HỘI

Trong chương này chúng ta xem xét một trong những khái niệm quan trọng nhất trong giáo trình này đó là thông tin môi trường. Phần tiếp theo sẽ trình này các nội dung: vai trò của thông tin môi trường trong công tác quản lý môi trường, phương pháp sản sinh ra thông tin môi trường, sự phân loại thông tin môi trường cùng các dạng thông tin môi trường đặc trưng. Các nội dung của chương trình cung cấp cho người đọc những kiến thức cơ bản của một ngành khoa học còn mới mẻ đó là: thông tin môi trường. Các kiến thức này là cần thiết phục vụ cho các chương mục tiếp theo.

2.1 Thông tin và thông tin môi trường

Thông tin là một yếu tố có mặt trong bất kỳ hoạt động nào của con người, từ cuộc sống hàng ngày, các hoạt động kinh tế, nghiên cứu khoa học, bảo vệ môi trường. Khái niệm thông tin được nhà toán học người Mỹ tên là Shennon đưa ra vào năm 1948. Simon người đoạt giải thưởng Nobel về kinh tế năm 1978 viết “năng lượng và thông tin là hai yếu tố lưu chuyển cơ bản của các hệ thống hữu cơ và xã hội “ /[1], 2001/. Như vậy, từ quan điểm của Simon, “thông tin” được đặt bên cạnh “năng lượng”, hai khái niệm này cùng với “vật chất” là “bộ ba” khái niệm khoa học tổng quát nhất. Tuy vậy khác với “năng lượng” và “vật chất” bản chất của “thông tin” cho tới nay vẫn chưa được giải quyết /[1], tr. 37/. Mặc dù vậy nhà khoa học kinh điển trong lĩnh vực điều khiển học như Norbert Wiener, /[1], 2001, tr. 38 – 39/ đã đưa ra khái niệm thông tin theo nghĩa rộng và nghĩa hẹp. Theo Norbert Wiener “thông tin là thông tin, không phải là năng lượng, không phải là vật chất” . Định nghĩa này dựa trên hiểu biết của khoa học hiện nay về sự tồn tại các dạng cơ bản nhất của thế giới xung quanh ta hiện nay là năng lượng, vật chất và thông tin. Theo nghĩa hẹp, “thông tin” được hiểu như là một mức của thông tin theo nghĩa rộng trong trật tự thông tin được chế biến từ thấp lên cao.

Hình 2.1. Tháp thông tin

Trong tháp thông tin trên Hình 2.1 có thể định nghĩa các yếu tố như sau:

8

- Dữ liệu: là quặng chưa tinh luyện, là những dữ kiện bất kỳ năm ngoài ngữ cảnh; - Thông tin: là quặng đã tinh luyện, là những dữ liệu đã được tổ chức nhưng chưa được

đưa vào những cái khung khái niệm của bản thân. - Kiến thức: là thông tin đã được liên kết vào trong những cái khung khái niệm của bản

thân Có thể lấy một ví dụ hình tượng như sau: thông tin theo nghĩa rộng ứng với các phân

tử lúa mì, bột mì ứng với dữ liệu, bánh mì ứng với kiến thức và sự khôn ngoan ứng với bánh gatô.

Trong xã hội ngày nay, thông tin đã trở thành một loại tài nguyên. Tài nguyên thông tin đã trở thành động lực quan trọng thúc đẩy sự phát triển xã hội loài người. Tài nguyên thông tin có 5 đặc tính lớn:

- Có thể sử dụng nhiều lần mà không mất đi giá trị: “xử lý một lần, sử dụng nhiều lần”. - Thông tin phát triển nhanh gần như theo hàm số mũ, gây nên hiện tượng “bùng nổ

thông tin”. Chính sự bùng nổ của thông tin đã là một trong những nguyên nhân dẫn tới cuộc cách mạng về tin học hóa thông tin với sự trợ giúp của computer và phần mềm, đưa tới những khái niệm mới như kỷ nguyên kỹ thuật số, nền kinh tế tri thức …

- Tốc độ truyền phát nhanh, có thể đạt vận tốc ánh sáng. - Không có biên giới, có thể thông qua các loại vật mang thông tin (như giấy, băng từm

đĩa từ, đĩa quang,…) truyền bá, đặc biệt trong thời đại ngày nay là qua mạng Internet để truyền đi khắp nơi.

- Có tính giá trị.

Nhiều quốc gia đã coi việc khai thác và sử dụng tài nguyên thông tin như một loại tài sản. Tài nguyên thông tin đã trở thành tài nguyên quan trọng của nền kinh tế các nước. Tài nguyên thông tin còn là một loại tài nguyên có tính chiến lược quan trọng, vị trí và giá trị sử dụng của nó ngày càng được đề cao trong các lĩnh vực kinh tế, quân sự, ngoại giao, chính trị …

Thông tin môi trường là một trong những khái niệm cơ bản của môn học này cho nên dưới đây sẽ cố gắng đưa ra một định nghĩa phù hợp với những trình bày tiếp sau đây: “thông tin môi trường bao gồm một phạm vi rộng các dữ liệu, các thống kê và các thông tin định lượng và định tính khác; về tính chất, chúng có thể là vật lý – sinh vật, kinh tế - xã hội hay chính trị. Các dữ liệu đó có thể bao gồm một tỉ lệ lớn các dữ liệu địa lý hay không gian, nghĩa là thông tin được xác định theo không gian, cùng với các dữ liệu đặc thù mô tả các thực vật, động vật và nơi cư trú của chúng. Khối kiến thức đa dạng này có một điểm chung là nó mô tả hiện trạng của môi trường, hoặc mô tả những nhân tố bên ngoài nào có thể gây ra những thay đổi hay biến đổi đối với môi trường, hoặc giúp người sử dụng hiểu được các hệ quả của các hành động ảnh hưởng đến môi trường hay bị môi trường ảnh hưởng” .

Trong “Tuyên bố về thông tin môi trường” của Diễn đàn quốc tế “Thông tin môi trường cho thế kỷ XXI” tại Montreal tháng 5 – 1991 đã đưa ra định nghĩa sau đây về thông tin môi trường /[1], tr. 42/: Từ “thông tin môi trường” chỉ các dữ liệu, các thống kê và các tư liệu định lượng và định tính khác mà những người ra quyết định cần có để đánh giá các điều kiện và các xu hướng trong môi trường, để xác định và điều chỉnh các phương hướng chính sách và để đầu tư vốn. Thông tin đó cho phép những người ra quyết định phân tích nguyên nhân và hậu quả, triển khai các chiến lược hành động, quản lý các tài nguyên thiên nhiên, phòng ngừa và kiểm soát ô nhiễm, và đánh giá sự tiến bộ đạt tới các mục tiêu.

Trong bài giảng của mình, tiến sĩ Barbara Murch cũng đã đưa ra định nghĩa sau về thông tin môi trường: “thông tin môi trường bao gồm một dải rộng các dữ liệu, các thống kê

9

và các thông tin định lượng và định tính khác; về tính chất của chúng, chúng có thể là vật lý – sinh vật, kinh tế - xã hội hay chính trị. Các dữ liệu đó có thể bao gồm một tỉ lệ lớn các dữ liệu địa lý hay không gian, nghĩa là thông tin được xác định theo không gian, cùng với các dữ liệu đặc thù mô tả thực vật và động vật và nơi cư trú của chúng. Khối kiến thức đa dạng này có một điểm chung là nó mô tả hiện trạng của môi trường, hoặc mô tả những nhân tố bên ngoài nào có thể gây ra những thay đổi hay biến đổi với môi trường, hoặc giúp người sử dụng hiểu được các hệ quả của các hành động ảnh hưởng đến môi trường hay bị môi trường ảnh hưởng ».

Thông tin môi trường có thể xuất hiện trong các báo cáo đánh giá tác động môi trường, các đánh giá nghiên cứu, sách thống kê, trong các báo cáo chính sách và chương trình của các tổ chức trong khu vực công cộng cũng như tư nhân.

Thông tin môi trường có thể được trình bày dưới nhiều dạng và sử dụng các phương tiện khác nhau, chủ yếu trong các báo cáo gửi các bộ trưởng trong chính phủ, các bản tin truyền hình, băng video, các hội nghị và xemina quốc tế, các hội nghi ngành, trong các tạp chí khoa học và chuyên đề báo cáo.

2.2 Vai trò của thông tin trong quản lí nói chung và quản lí môi trường nói riêng

Thông tin từ lâu đã được đánh giá có vai trò quan trọng trong quản lí kinh tế như người ta vẫn thường nói: ”ai nắm được thông tin, người đó sẽ chiến thắng” lại càng trở nên đúng đắn. Thực vậy để làm kinh tế giỏi, người ta cần phải giám sát chặt chẽ những biến động thị trường, cần thường xuyên thu thập và nắm vững thông tin đến từ các nguồn. Ai nắm đầy đủ thông tin thì người đó chiếm ưu thế trong thị trường đang cạnh tranh gay gắt.

Để thấy được vai trò của thông tin và tin học hóa quản lí thông tin trong thời đại hiện nay có thể xem xét một vài ví dụ dưới đây:

Khoảng nửa thế kỷ trước đây, khi nói đến nước nghèo người ta thường cho rằng đó là vì các nước này không có vốn để mở mang kinh tế. Song vào những năm 90 của thế kỷ trước sự nổi lên của các con rồng châu Á nhờ những chính sách kinh tế thích hợp đã làm thay đổi quan điểm này. Có thể thấy rằng hiện nay một trong những nguyên nhân làm nhiều nước tiếp tục nghèo là do sự thiếu thông tin cho việc ra quyết định và lập chính sách. Nhiều tác giả đã nói về điều này một cách rất xúc tích, thí dụ:”thông tin thì đắt tiền, song không thông tin còn đắt hơn”. Báo cáo hiện trạng môi trường của Canada viết: “thông tin – cái chìa khóa để có các quyết định tốt hơn”.

Qua thống kê cho thầy trong thập niên 90 cho thầy nền kinh tế Mỹ trở nên vượt trội so với các nước châu Âu, một trong những nguyên nhân chủ yếu là do Mỹ đã kết hợp đồng thời giữa việc xây dựng hệ thống xa lộ thông tin và tiến hành tin học hóa thông tin đề quản lý nền kinh tế nhanh và toàn diện hơn, đi trước châu Âu và Nhật bản một bước.

Hiện nay Ân độ là quốc gia rất mạnh về lập trình phần mềm với những chuyên gia hàng đầu thế giới vượt trội hơn hẳn Singapore nhưng nền kinh tế Ấn độ không hiệu quả, không có sức cạnh tranh và phát triển bằng Singapore bởi vì phát triển của họ là gia công phần mềm, bán sản phẩm phần mềm, trong khi đó Singapore là ứng dụng tin học toàn diện trong mọi mặt của nền kinh tế, là quản lí kinh tế bằng tin học.

Trong thời đại hiện nay, khi phát triển bền vững đã trở thành mục tiêu cơ bản được chấp nhận ở hầu kết các quốc gia trên thế giới thì thông tin môi trường đã trở nên có một tầm quan trọng đặc biệt trong việc ra quyết định. Vai trò quan trọng của thông tin môi trường được thể hiện ở chỗ thông tin môi trường giúp nâng cao trách nhiệm và cho phép những

10

người ra quyết định giảm bớt nguy cơ có các quyết định nghèo nàn. Cụ thể là thông tin môi trường tốt sẽ giúp những người ra quyết định:

- Đánh giá tác động của các hoạt động của con người đến môi trường; - Quản lý các tài nguyên thiên nhiên theo cách bền vững; - Đưa các chi phí do suy thoái môi trường và cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên vào trong

quá trình ra quyết định về kinh tế; - Thấy trước sự suy thoái môi trường và tránh để xảy ra những hoạt động sửa chữa tốn

kém; - Đo lường sự tiến bộ của việc thực hiện phát triển bền vững; - Đánh giá hậu quả dài hạn của quản lí.

Người nghiên cứu, người sử dụng tài nguyên

Thông tin được sản sinh và phân tích qua quan sát, thu thập dữ liệu nhằm mục đích

nghiên cứu và phân tích khoa học

Bước 1: phát hiện

Các nhà quản lý có liên quan tới môi trường và tài nguyên

Thông tin được sử dụng để cho các nhà quản lý chú ý thấy sự nghiêm trọng của vấn đề để có những hành động ngăn ngừa

Bước 2: xem xét

Các nhà phân tích chính sách thuộc các ngành khác nhau (luật, kinh tế, khoa học

môi trường, thiết kế - chế tạo,…), các trường, Viện nghiên cứu

Thông tin được sản sinh và phân tích qua quan sát, thu thập dữ liệu nhằm mục đích

nghiên cứu và phân tích khoa học

Bước 3: Soạn thảo phương

pháp

Các nhà chính trị và các cố vấn của họ, ban giám đốc, các nhà quản lý có thẩm quyền

Thông tin được sử dụng để đánh giá tác động của các tiến trình hành động của

những người ra quyết định

Bước 4: Hành động

Các nhà khoa học, những người sử dụng tài nguyên, những người theo dõi các hậu quả môi trường, những người thống kê, các nhà

kinh tế, các nhà quản lý

Thông tin được sản sinh để theo dõi các điều kiện kinh tế - xã hội - môi trường

Bước 5: phản hồi

Hình 2.2. Luồng thông tin trong quá trình ra quyết định và lập chính sách liên quan tới môi

trường /[1]/ Các bước sử dụng thông tin trong quá trình thông qua quyết định được thể hiện trên Hình 2.2. Lưu ý rằng thông tin được sản sinh trong bước 1 và được sử dụng trong các bước 2, 3 và 4. Trong bước thứ 5 thông tin được sản sinh là để phản hồi.

Một câu hỏi được đặt ra là những loại thông tin nào sẽ tạo ra thuận lợi cho việc ra quyết định và lập chính sách trong bối cảnh phát triển bền vững. Các nhà khoa học môi trường Canada đã nghiên cứu vấn đề này và đưa ra một số loại thông tin cần thiết để ra quyết định: thứ nhất đó là thông tin về mục tiêu và bối cảnh của dự án, thứ hai là thông tin về các hệ sinh thái tự nhiên, lưu ý tới mối tương tác giữa người và môi trường, thứ ba là những thông tin có thể so sánh với các ngành và trong khu vực, những thông tin phù hợp với cách tiếp cận quốc tế. Thông tin môi trường có ý nghĩa là thông tin được thiết kế nhằm làm rõ: những yếu tố gây sức ép đối với môi trường, những thay đổi của trạng thái môi trường theo thời gian, hậu quả của trạng thái môi trường theo các chỉ tiêu tác động, hiệu quả từ những biện pháp biến đổi .….

11

2.3 Sự sản sinh ra thông tin môi trường

Thông tin môi trường có thể sản sinh bằng hai cách, hoặc là mở rộng kiến thức hiện có, hoặc là tổ chức thu thập, phân tích và báo cáo về thông tin môi trường một cách có hệ thống.

2.3.1 Mở rộng kiến thức

Theo nghiên cứu của các nhà khoa học Canada, thông tin môi trường được sản sinh trên cơ sở mở rộng kiến thức bởi nhiều nhóm người và tổ chức, trong số đó có:

- Các nhà nghiên cứu khoa học ở các trường đại học và viện nghiên cứu; - Các nhà quản lý và phân tích trong các cơ quan chính phủ; - Các nhà quản lý và phân tích trong các cơ sở sản xuất; - Các cơ quan theo dõi môi trường của chính phủ và phi chính phủ; - Các chương trình an ninh và quốc phòng; - Người dân.

Hình 2.3. Hai phương pháp sản sinh ra thông tin môi trường

Bảng 2.1. Các loại thông tin (dữ liệu) môi trường Phạm trù dữ liệu Loại dữ liệu Cách sản sinh Dữ liệu quy chiếu dài hạn: Độ cao, địa hình Độ sâu biển Bờ biển, đường biên Địa chất Dữ liệu địa vật lý

Không gian (địa lý)

Lập bản đồ Viễn thám

Tình trạng môi trường vật lý: Thiên tai Dự báo thời tiết Các tính chất hóa học và phân loại của đất Nhiệt độ bề mặt đại dương Tài nguyên khoáng sản và năng lượng Ô nhiễm nước

Không gian (địa lý) Bảng Chuỗi thời gian

Nghiên cứu khoa học Các chương trình theo dõi (cố định, di động)

12

Ô nhiễm không khí Lượng mưa hàng năm Tình trạng môi trường sinh học: Chỉ tiêu về thực vật Tính đa dạng sinh học Kê khai các quần thể Kiểm soát sâu bệnh trong nông nghiệp hay lâm nghiệp Phá rừng Tình trạng nơi cư trú của các sinh vật hoang dã


Nghiên cứu khoa học Các chương trình theo dõi (cố định, di động)

Thông tin kinh tế và chính sách: Chi phí phục hồi môi trường Giá trị của các tài nguyên môi trường Mô tả các chính sách và quy chế Thống kê sản xuất/tiêu dùng

Bảng Nghiên cứu thị trường Phân tích kinh tế – xã hội Thống kê công nghiệp và các hộ gia đình

Các hoạt động của con người: Thông tin về sử dụng đất đai Đô thị hóa Sự tăng dân số và nhân khẩu học Thông tin về sức khoẻ và dịch tễ Tiêu thụ năng lượng Canh tác Sản sinh và quản lý chất thải


Điều tra và lấy ý kiến Thống kê công nghiệp và các hộ gia đình

Thông tin về các cơ sở dữ liệu (các “siêu” cơ sở dữ liệu) Tóm tắt thống kê Thông tin về tính khả dụng của thông tin môi trường

Bảng Kê khai và phân tích các cơ sở dữ liệu

Bảng 2.1 giới thiệu tóm tắt các loại thông tin môi trường cùng với cách chủ yếu theo

đó chúng được sản sinh.

Trong cơ sở kiến thức về môi trường hiện nay thường gặp phải những vấn đề sau đây:

- Các dữ liệu thiếu khả năng so sánh từ ngành này sang ngành khác, từ bộ môn này sang bộ môn khác, từ khu vực này sang khu vực khác;

- Các dữ liệu chưa đủ độ tin cậy hay khả năng kiểm nghiệm; - Không lấy được nhiều dạng thông tin môi trường; - Dữ liệu còn thiếu và khó có được các dữ liệu một cách kịp thời.

Vào năm 1991, Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường phối hợp với một số tổ chức quốc tế như UNDP, SIDA, UNEP đã soạn thảo “Kế hoạch quốc gia về môi trường và phát triển bền vững 1991 – 2000”.

Bảng 2.2. Danh mục thứ tự ưu tiên trong thu thập cơ sở dữ liệu và nghiên cứu về môi trường (theo “Kế hoạch quốc gia về môi trường và phát triển lâu bền 1991 – 2000 của Việt Nam)

13

1. Thu thập cơ sở dữ liệu về các hệ sinh thái ít được biết đến:

- Các hệ sinh thái nước ngọt

- Các hệ sinh thái cửa sông

- Các hệ sinh thái ven biển và biển

- Các hệ sinh thái đất ngập nước

- Các hệ sinh thái trên cạn

2. Xây dựng các nguyên tắc chỉ đạo thích hợp về mặt sinh thái cho phát triển bền vững của:

- Sản xuất nông nghiệp

- Lâm nghiệp, bao gồm cả nông – lâm kết hợp

- Ngư nghiệp, bao gồm cả nông – ngư kết hợp

3. Công cụ thúc đẩy để đạt được sự điều khiển dân số

4. Công cụ đánh giá môi trường

5. Mối quan hệ giữa các hệ sinh thái – xã hội và các cộng đồng

6. Hậu quả môi trường của chiến tranh

7. Các công nghệ nuôi trồng thủy sản bền vững

8. Các công nghệ cải tạo đất thoái hóa

9. Các cách tiếp cận kinh tế - xã hội đối với định canh định cư

10. Sử dụng hợp lý các vùng đất đai có vấn đề

11. Biện pháp chống suy thoái và cải tạo đất canh tác

12. Kiểm soát xói mòn đất và công nghệ bảo vệ

13. Sử dụng tối ưu và áp dụng thích hợp các công nghệ nông hóa

14. Công nghệ trồng rừng và phủ xanh lại rừng

15. Biện pháp chống hoang mạc hóa

16. Công nghệ bảo vệ năng lượng

17. Các nguồn năng lượng có thể thay thế tốt về mặt môi trường

18. Sử dụng lại, tái chế chất thải, sử dụng thay thế và các công nghệ có thể thay thế để giảm chất thải

19. Các biện pháp bảo vệ san hô

20. Các biện pháp bảo vệ hệ sinh thái rừng ngập mặn

21. Ảnh hưởng về môi trường của việc sử dụng tài nguyên không tái tạo

22. Ảnh hưởng của những biến đổi khí hậu toàn cầu và sự dâng cao mực nước biển

23. Các biện pháp ngăn ngừa và khống chế xói mòn ven biển

24. Hệ thống thu thập, lưu trữ, thu hồi và trao đổi thông tin

25. Các biện pháp phòng chống lũ lụt

26. Các biện pháp phòng chống thiên tai lũ lụt

27. Bảo vệ thiên nhiên

28. Bảo vệ các loài bị đe dọa nguy hiểm và tiêu diệt

14

29. Điều tra và xếp thứ tự ưu tiên các vùng cần bảo vệ

Một trong những thách thức chính trong việc đáp ứng nhu cầu thông tin phục vụ phát

triển bền vững là nâng cao chất lượng của các dữ liệu hiện có. Có 3 lĩnh vực hoạt động riêng rẽ sau đây:

- Nâng cao khả năng so sánh của các dữ liệu được sản sinh từ các ngành, bộ môn và các khu vực khác nhau;

- Nâng cao chất lượng của các dữ liệu qua các chương trình bảo đảm chất lượng; - Tăng cường các nguồn lực, đào tạo và phát triển kỹ năng cho người sản xuất cũng như

sử dụng thông tin.

2.3.2 Quan trắc môi trường

Một trong những phương pháp sản sinh ra thông tin môi trường rất quan trọng đó là quan trắc môi trường. Quan trắc đảm bảo cho chúng ta thông tin về tình trạng hiện tại của môi trường và những xu hướng thay đổi của chúng. Theo phạm vi quan trắc được chia ra thành các mức khác nhau : toàn cầu, vùng và địa phương.

Cũng giống như nhiều nước trên thế giới, tại Việt nam trước khi hình thành các Cơ quan bảo vệ môi trường các cấp, công tác quan trắc do Tổng cục khí tượng thủy văn thực hiện (nay trực thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường). Trong một thời gian dài chúng ta hiểu thuật ngữ quan trắc “là hệ thống các quan sát cho phép làm sáng tỏ sự thay đổi của sinh quyển dưới ảnh hưởng các hoạt động của con người”. Hệ thống này bao gồm các phép đo, sự đánh giá và dự báo thay đổi của trạng thái môi trường do những hoạt động kinh tế của con người. Trên thực tế quan trắc môi trường được đồng nhất với các hệ thống theo dõi thủy văn và khí tượng. Trong nhiều năm chúng ta đã thực hiện các quan sát các tham số môi trường tại những trạm cố định và với tần suất như nhau. Phương pháp tiếp cận này trong thời điểm hiện nay không còn phù hợp nữa bởi vì trong nhiều trường hợp xuất hiện những tình huống không đủ dữ liệu để giải quyết các bài toán cụ thể. Ngoài ra một trong những nguyên lý rất quan trọng của quan trắc môi trường là nguyên lý “hướng đối tượng”, nghĩa là thực hiện những quan sát phục vụ cho việc giải quyết những vấn đề cụ thể. Nguyên lý này theo một mức độ nào đó mẫu thuẫn với cách tiếp cận ở trên.

Một điều có thể nhận thấy ngay rằng trong định nghĩa quan trắc ở trên không bao hàm khía cạnh quản lý. Tuy nhiên để có thể tổ chức tốt quản lý chất lượng môi trường một trong những điều kiện cần thiết quan trọng là phải tổ chức tốt hệ thống quan trắc. Một trong những phương pháp tiếp cận tổng quát nhất hiện nay do nhiều nhà khoa học soạn thảo ra là: “quan trắc là hệ thống theo dõi, kiểm soát và quản lý tình trạng môi trường”. Trên cơ sở đó viện sĩ người Nga Gerasimov I.P. đã đưa ra định nghĩa sau về thuật ngữ quan trắc môi trường: Quan trắc môi trường là những quan sát thường xuyên môi trường thiên nhiên và các nguồn tài nguyên theo không gian và thời gian được thực hiện theo một chương trình định sẵn cho phép đánh giá tình trạng và những quá trình đang diễn ra trong môi trường chịu tác động của con người với mục tiêu chuẩn bị và thông qua những quyết định liên quan tới quản lý chất lượng môi trường.

15

Hình 2.4. Các bước chính của hệ thống quan trắc môi trường

Thành phần chính của hệ thống quan trắc được trình bày trên Hình 2.4. Cấu

trúc của hệ quan trắc theo phương pháp tiếp cận mới được chia ra thành các khối: “quan sát”,”đánh giá tình trạng thực tế”,”dự báo trạng thái”,”đánh giá tình trạng dự báo” ( Hình 2.5).

16

Quan saùt Ñaùnh giaù traïng thaùi hieän taïi

Ñieàu chænh chaát löôïng moâi tröôøng

Döï baùo traïng thaùi

Lieân heä tröïc tieáp Lieân heä ngöôïc

Heä thoáng thoâng tin (Quan traéc) Quaûn lyù

Ñaùnh giaù tình traïng döï baùo

Hình 2.5. Sơ đồ khối hệ thống quan trắc

Các khối “quan sát” và “dự báo trạng thái” liên quan chặt chẽ với nhau. Công việc dự

báo một mặt đòi hỏi hiểu biết các qui luật thay đổi trạng thái môi trường, khả năng tính toán số cho kết quả là những giá trị số cụ thể, mặt khác việc dự báo theo hướng nào, theo chỉ tiêu nào ở mức độ đáng kể sẽ xác định cấu trúc và thành phần trong mạng quan trắc (mối quan hệ ngược).

Công tác dự báo là một thành phần quan trọng trong hệ thống quan trắc. Dự báo là bài toán làm sáng tỏ các qui luật chính trong hệ ràng buộc tương hỗ “xã hội-con người-thiên nhiên”. Trên cơ sở nhìn thấy trước sự thay đổi hệ “xã hội-con người-thiên nhiên” cho phép đưa ra những khuyến cáo cần thiết nhằm tổ chức sự tác động hài hòa giữa con người và môi trường xung quanh. Dự báo phải hỗ trợ cho việc xác định các quan điểm khoa học và chiến lược sử dụng các nguồn tài nguyên thiên nhiên.

Mối liên hệ giữa phần thông tin và phần quản lý trong hệ thống quan trắc môi trường thể hiện ở chỗ thông tin về tình trạng môi trường và những xu hướng thay đổi của môi trường cần phải được xem như cơ sở khoa học chính trong việc soạn thảo các biện pháp bảo vệ môi trường và phải được lưu ý tới trong kế hoạch phát triển kinh tế-xã hội.

2.4 Đối tượng nghiên cứu của thông tin môi trường

Theo định nghĩa rộng nhất thì “môi trường” là tập hợp các điều kiện và hiện tượng bên ngoài có ảnh hưởng tới một vật thể hoặc sự kiện. Bất cứ vật thể, sự kiện nào cũng tồn tại và diễn biến trong môi trường như môi trường vật lý, môi trường pháp lý, môi trường kinh doanh .... Các thành phần như khí quyển, thuỷ quyển, thạch quyển tồn tại trên trái đất từ rất lâu,

17

nhưng chỉ khi có mặt các cơ thể sống thì chúng mới trở thành các thành phần của môi trường sống. Môi trường sống của con người là tổng hợp các điều kiện vật lý, hoá học, sinh học, xã hội bao quanh con người và có ảnh hưởng tới sự sống, sự phát triển của từng cá nhân và toàn bộ cộng đồng. Thuật ngữ “môi trường” thường dùng với nghĩa này.

Có thể nêu ra định nghĩa chung về môi trường như sau /[4]/:

Môi trường là tập hợp các yếu tố tự nhiên và xã hội bao quanh con người có ảnh hưởng tới con người và tác động qua lại với các hoạt động sống của con người như : không khí, nước, đất, sinh vật, xã hội loài người vv...

Môi trường sống của con người theo chức năng được chia thành các loại:

Môi trường tự nhiên: bao gồm các yếu tố tự nhiên như các yếu tố vật lý, hoá học và sinh học, tồn tại khách quan ngoài ý muốn của con người.

Môi trường xã hội: là tổng thể các quan hệ giữa người và người tạo nên sự thuận lợi hoặc trở ngại cho sự tồn tại và phát triển của các cá nhân và cộng đồng loài người.

Môi trường nhân tạo: là tất cả các yếu tố tự nhiên, xã hội do con người tạo nên và chịu sự chi phối của con người.

Khoa học môi trường là ngành khoa học nghiên cứu mối quan hệ tương tác qua lại giữa con người và môi trường xung quanh. Tại nhiều nơi trên thế giới đã xây dựng chương trình đào tạo về Khoa học môi trường trên cơ sở tích hợp các kiến thức của các ngành khoa học đã có cho một đối tượng chung là môi trường sống bao quanh con người với phương pháp và nội dung nghiên cứu cụ thể.

Mỗi ngành khoa học đều có cách diễn đạt thông tin bằng các ký tự, ngôn ngữ, học thuyết, mức độ phát triển cấu trúc ngữ nghĩa và giá trị ứng dụng riêng. Tất nhiên là ký tự và ngôn ngữ của tất cả các ngành khoa học trùng lặp lẫn nhau, nhưng chúng luôn có đặc điểm riêng và còn có nhiều ý nghĩa hơn những tính chất chung đó.

Bởi vì, ở một mức độ nào đó, khoa học môi trường là sự tích hợp tri thức từ nhiều ngành khoa học khoa học khác, cho nên thông tin của ngành khoa học môi trường không thể khác biệt quá nhiều với các ngành khoa học khác.

Nếu nói thông tin môi trường có những nét đặc thù riêng, thì đó chính là các mối quan hệ trực tiếp hoặc gián tiếp của con người với tất cả các thông tin thuộc tính của bản thân thông tin môi trường.

Chính vì vậy đặc điểm đặc trưng của thông tin môi trường chính là mối quan hệ. Tiêu chí tiếp theo để phân biệt thông tin môi trường là mục tiêu nâng cao khả năng thích nghi và ổn định của con người trong những điều kiện thường xuyên thay đổi của môi trường.

Điểm yếu nhất của Con Người như là một hệ thống thể hiện ở chỗ là thành phần sinh học nguyên thủy của con người rất nhạy cảm với sự thay đổi trong thế giới xung quanh, cũng như sự phụ thuộc cơ sở của con người với thành phần nhạy cảm nhất của hành tinh đó là vật chất sống. Kết quả là vật chất sống không chỉ là nguồn vật chất thường xuyên được phục hồi cho sự tồn tại của con người mà còn là yếu tố chính xác định môi trường thuận lợi cho cuộc sống của con người.

Từ đó ta thấy, cốt lõi của thông tin môi trường chính là các cơ thể sống và bản thân con người như một đối tượng xã hội – xã hội. Tất cả những thông số còn lại trong nhiều tổ hợp khác nhau cần phải được xem xét tổng thể trong mối quan hệ với thành phần sinh học sinh học chủ yếu đó.

18

2.5 Sự phân loại thông tin môi trường

Xét về phương diện lý luận cũng như thực tiễn, thông tin môi trường là một ngành khoa học mới hình thành - có các thành phần cấu trúc riêng. Tính cấp thiết phải phát triển hướng nghiên cứu này là do đòi hỏi của thực tiễn.

Trong trường hợp tổng quát, việc phân loại thông tin có thể được thực hiện trên cơ sở xác định loại đối tượng, mục tiêu quản lý, thuộc tính đối với khối chức năng của hệ thống thông tin, hình thức thu thập, chuyển giao, lưu trữ và phổ biến. Hoàn toàn có thể hiểu được là sự phân loại thông tin có lưu ý tới khía cạnh định lượng, ngữ nghĩa và tính thực dụng của thông tin.

Đại đa số các khối thông tin được phân loại không trực tiếp liên quan tới thông tin môi trường được xác định bởi thuộc tính của thông tin đối với khối chức năng nhất định của hệ thống.

Có thể phân chia thông tin thành các giai đoạn: thu thập, chuyển giao, lưu trữ và phổ biến.

Thông tin được thu thập trực tiếp bằng các thiết bị đo lường có thể xem là thông tin sơ cấp. Tính chất của loại thông tin này là hoàn toàn phụ thuộc vào đặc tính kỹ thuật của các thiết bị đo lường, vào các nguyên tắc tổ chức để thu thập thông tin.

Dựa vào mục đích thu thập, có thể phân loại thông tin sơ cấp theo nhiều hướng: khám phá, thu thập định kỳ và theo yêu cầu thực tiễn.

Dạng thông tin khám phá thường được thu thập trong nghiên cứu cơ bản dựa trên các giả thuyết mới (các giải thiết này vẫn có thể ở chừng mức nào đó còn ở mức tìm tòi). Đặc điểm của loại thông tin này là thường có số lượng lớn và có tính linh hoạt. Số lượng thông tin thường rất lớn là do khi đặt ra bài toán có nhiều thông số chưa xác định. Tính linh hoạt của thông tin được xác định bằng khả năng hoán đổi nhanh các phương pháp quan sát, đảm bảo cho công tác khám phá khoa học mở rộng hơn.

Dạng thông tin khoa học thu thập định kỳ thường có trong nghiên cứu thực nghiệm dựa trên việc kiểm tra các giả thuyết thực tế. Đặc điểm của loại thông tin này là sự xác định rõ ràng các biến số, phương pháp và khối lượng thông tin thu thập. Loại nghiên cứu theo tiêu chuẩn này thường được thực hiện theo chương trình.

Đặc điểm nổi bật của loại thông tin sơ cấp là sự tuân thủ chặt chẽ vào các nhiệm vụ kinh tế quốc dân. Trong thực tế người ta chỉ thu thập đúng loại thông tin và với số lượng cần thiết, đủ để tiến hành các hoạt động thực tiễn trong lĩnh vực nghiên cứu.

19

Thông tin sơ cấp

Thông tin cấp 1

Thông tin cấp 2

Thông tin thứ cấp

Thông tin môi trường

Hình 2.6. Sự phân loại của thông tin môi trường

Cũng như nhiều loại thông tin khác, các thông tin môi trường có tính phổ biến và luôn có thể phân ra một số bước chuyển tiếp.

Việc truyền thông tin vào hệ thống xử lý có thể được thực hiện bằng nhiều cách khác nhau. Trường hợp đơn giản nhất là dùng sổ nhật ký hiện trường, các ghi chép trong quá trình quan trắc. Hiện đại hơn là dùng sóng điện từ hay kênh chuyển mạch từ xa. Để chuyển giao thông tin khoa học người ta thường áp dụng nguyên tắc sao chép từng phần hay toàn bộ các kênh. Điều này hạn chế rủi ro thất thoát thông tin quý hiếm và thường được chuyển tải bằng các phương tiện hiện đại nhất. Khi truyền thông tin thực tế, nguyên tắc làm bản sao được áp dụng trong trường hợp các thông tin sơ cấp chỉ được thu thập một lần, nếu mất đi thì không thể thu thập lại được.

Sau khi đã gia nhập vào hệ thống xử lý thông tin, thông tin môi trường được biến đổi. Có nhiều cách chế biến thông tin sơ cấp. Cách đơn giản và khả thi nhất là phân loại để sắp xếp toàn bộ thông tin theo một thông số nào đó, và nén thông tin nhờ vào việc giảm số lượng biến số , chỉ giữ lại đủ thông tin cần thiết để giải quyết các mục tiêu cụ thể. Cách phân loại đơn giản nữa là xác định giá trị trung bình trong các số liệu quan sát, và sau đó là đánh giá các thông số thống kê được.

Trong trường hợp tổng quát, mục đích của việc xử lý thông tin môi trường là làm rõ mối quan hệ giữa các biến số. Có nhiều phương pháp phân tích khác nhau, nhưng chúng đều có một mục tiêu chung là xác định sự phụ thuộc kinh nghiệm đã biết.

Trong mọi trường hợp, thông tin sơ cấp được chế biến thành thông tin thứ cấp. Loại thông tin này có giá trị khoa học thực tiễn nhất định và tham gia vào nhiều lĩnh vực khác nhau.

20

Trong các hệ thống thông tin chỉ có một khối xử lý thông tin thì kết quả xử lý có thể được xem là cơ sở để thông qua quyết định. Trong các hệ thống phức tạp hơn, thông tin thứ cấp lại được gia nhập vào các khối xử lý và phân tích tiếp theo.

Một trường hợp thường hay gặp ở đây là tích hợp thông tin thứ cấp của các biến số nào đó với thông tin sơ cấp hay dạng thông tin tương tự theo các biến số khác. Ví dụ, việc liên kết các bản đồ chuyên đề theo các thành phần khác nhau của tự nhiên.

Trong trường hợp điển hình khác là sự tổng quát hóa các thông tin kinh nghiệm thứ cấp được tổng kết thành lý thuyết, diễn giải theo bản chất của nó. Thao tác này được thực hiện trên cơ sở kiểm nghiệm các mô hình đã có, hoặc trên các mô hình được xây dựng riêng cho mục đích này. Kết quả của nhiều lần thao tác sẽ làm cho thông tin được nén chặt hơn, và đưa thông tin về dạng các phát biểu khẳng định đơn giản.

Tương tự ta xem xét thông tin thứ cấp của thông tin cấp 2. Về chất lượng, loại thông tin này khác với thông tin thứ cấp của thông tin cấp 1, chúng là là sản phẩm chế biến trực tiếp của khối số liệu. Trong một số trường hợp, loại thông tin này liên quan tới mức cao hơn của tích hợp các biến số, còn trong trường hợp khác lại liên quan tới sự tổng quát hóa lý thuyết một cách sâu sắc.

Cuối cùng, thông tin được chuyển sang bước chuẩn bị cho người sử dụng. Việc phân tích thông tin sơ cấp cho phép ta nén loại thông tin này đến mức tối đa, thành dạng dễ xem xét và đánh giá. Để sử dụng các kết quả này cần phải xử lý thông tin một lần nữa, sao cho với số lượng hạn chế các yêu cầu cơ bản có thể nhận được nhiều khẳng định phức tạp hơn – đó là các hệ quả. Loại thông tin này là kết quả của việc mô hình hóa hay lý thuyết với ngôn ngữ có thể chấp nhận được.

Như vậy, tất cả các dạng thông tin có thể xác định như là các tri thức. Thông tin sơ cấp chẳng qua chỉ là tập hợp các dữ liệu được thu thập và loại thông tin này liên quan đến khía cạnh định lượng của quá trình thông tin. Thông tin thứ cấp của thông tin sơ cấp là dạng có ngữ nghĩa xác định, còn loại thông tin bậc 3 mở ra cấu trúc của ngôn ngữ và quy tắc biến đổi các phát biểu cơ bản (quy tắc rút ra hệ quả).

Mỗi loại thông tin trên có giá trị thực tiễn riêng và được lưu trữ độc lập. Thêm vào đó ta thấy rằng, ở mức độ xử lý thông tin bất kỳ nào, sơ cấp hay thứ cấp, có thể áp dụng rất nhiều phương pháp biến đổi khác nhau và khó có thể nói chắc chắn xem phương pháp được dùng là tối ưu nhất. Xét theo các quan điểm này, thông tin sơ cấp có giá trị ứng dụng cao nhất, vì chỉ khi bảo lưu được thông tin này mới có thể từng bước hoàn thiện các phương pháp để nhận được thông tin thứ cấp, và nói chung đó là yếu tố chủ đạo trong hệ thống nhận thức. Nếu như bảo lưu được thông tin sơ cấp, thì luôn luôn có thể nhận được bất kỳ loại thông tin nào khác. Nếu như làm thất lạc thông tin sơ cấp, thì trong phần lớn các trường hợp, không thể chế biến lại thông tin hay phát triển công tác nghiên cứu.

Có thể phân loại thông tin môi trường theo các cơ sở độc lập sau đây:

- Xem xét các mối quan hệ trong phạm vi không gian và/hoặc thời gian. - Xem xét các mối quan hệ theo các tỷ lệ trong không gian và/hoặc thời gian. - Theo loại quan hệ. - Theo đối tượng – chức năng chủ đạo. - Theo biến số quan trọng nhất. - Theo biến số phụ thuộc. - Theo tập hợp các biến số. - Theo ánh xạ các mối quan hệ trực tiếp và mối quan hệ ngược. - Theo đối tượng logic của các hàm và biến số.

21

Do vậy, nguyên tắc đồng bộ các quan sát các biến số là điều kiện quan trọng nhất trong việc thu thập thông tin sơ cấp, còn phạm vi được xem như là cơ sở chủ đạo.

Người ta phân biệt 2 nguyên tắc đồng bộ điển hình nhất là: quan sát đồng bộ theo không gian và quan sát đồng bộ theo thời gian. Theo lý thuyết chung, không thể kết hợp đồng thời 2 nguyên tắc đồng bộ này với nhau trong cùng một hệ thống đo lường. Tăng tính đồng bộ theo thời gian sẽ làm giảm tính đồng bộ theo không gian về chất lượng và khối lượng thông tin và ngược lại. Nếu hệ thống đồng bộ không gian – thời gian thực sự thể hiện được cả hai phương án này như nhau, thì mỗi loại trong số này tất yếu sẽ bị mất một phần thông tin. (ví dụ vệ tinh bay vòng quanh trái đất không thể chụp được toàn bộ trái đất trong một thời điểm)

Dạng thông tin môi trường, mà trong đó có sự quan trắc đồng bộ của các biến số theo không gian, có thể gọi là dạng thông tin địa lý, hay chính xác hơn là thông tin địa lý – môi trường; dạng đồng bộ theo thời gian là thông tin môi trường.

Khi nói tới sự đồng bộ của thông tin theo không gian, tất nhiên có hàm ý là các thông tin này được thu thập trong cùng khoảng thời gian với sự sai biệt không quá lớn, giống như trong trường hợp đồng bộ theo thời gian thì phải hiểu là có sự khác biệt không quá lớn về cách bố trí các điểm quan trắc trong không gian. Trong trường hợp đầu tiên cần phải thu thập thông tin “cùng một lúc”, trong trường hợp thứ hai – “cùng một nơi”. Trong cả hai trường hợp, đối tượng đều có dạng đồng nhất tôpô, nghĩa là các phần tử của tập hợp thông tin thu thập được trong phạm vi không gian của đối tượng phải có tính chất đẳng cấu; nếu cho trước độ sai số cho phép thì các phần tử này không khác nhau.

Phạm vi tuyến tính thực tế và thời gian đồng bộ được xác định bằng các mối quan hệ không gian và thời gian của chính đối tượng, và trong từng trường hợp, để xác định các tỷ lệ này phải có các nghiên cứu cụ thể. Ở đây, tỷ lệ được xác định bằng chính tính chất của đối tượng: đối với cây là một tỷ lệ, cỏ – là một tỷ lệ khác. Tuy nhiên có thể xác định tỷ lệ theo quan điểm tổ chức không gian và thời gian quan trắc. Trong trường hợp này cho phép có các quá trình dao động theo chu kỳ có độ dài thời gian và khoảng cách khác nhau.

Khi nói về không gian, thường nói về phạm vi thu thập thông tin cục bộ (khoảng cách giữa các điểm quan trắc trong hệ thống thường là vài km) phạm vi vùng, khu vực và toàn cầu.

Khi nói về thời gian, trong thực tế sử dụng khái niệm thời gian môi trường ngắn, dài,…Tất nhiên, đó chỉ là cách diễn giải rất thô về phạm vi không gian – thời gian.

Phạm vi thực tế của chúng rộng hơn và chính là phạm vi đối tượng nghiên cứu của khoa học môi trường và thông tin môi trường. Khái niệm “địa phương”, “khu vực”, “toàn cầu” chỉ có tính chất tương đối mang tính ước lệ cho sự phân loại thông tin theo phạm vi không gian. Và đối với các tỷ lệ thời gian cũng đúng như vậy.

Mối quan hệ xác định giữa các dạng không gian và thời gian chính là một nguyên tắc chung có tầm quan trọng. Ví dụ, thật vô lý khi nói về thông tin có tính chất cục bộ trong phạm vi tiến triển của thời gian, vì phạm vi cục bộ chỉ là một điểm rất nhỏ trong tiến trình thời gian. Và ngược lại cũng vậy. Đối với nhiều quá trình sinh thái thực tế, khi nói về các thay đổi trên phạm vi toàn cầu, thật vô lý nếu dùng các khoảng thời gian quan trắc là ngày, năm, thập kỷ, và đối với một số quá trình, thật vô lý khi dùng khoảng thời gian thế kỷ hay thiên niên kỷ. Tóm lại khi xem xét vấn đề môi trường cụ thể cần phải đặt nó theo những phạm vi không gian và thời gian phù hợp.

Ví dụ, khi nói về những thay đổi khí hậu trên phạm vi toàn cầu, ta ngầm hiểu khoảng thời gian xảy ra thay đổi đó là vài chục năm. Nhưng nếu liên hệ sự thay đổi khí hậu đến những biến đổi trên phạm vi toàn cầu về cơ cấu vùng của lớp phủ thực vật hay thổ nhưỡng thì khoảng thời gian được nói đến là hàng ngàn, trăm ngàn, triệu năm.

22

Việc phân loại thông tin môi trường theo từng đối tượng nghiên cứu cần phải phản ánh được tập hợp các biến số. Hoàn toàn dễ hiểu là mỗi biến số phải được phản ánh bắc đầu từ mức tổng thể nhất.

Ở đây, để giải thích rõ hơn nên dùng học thuyết lý luận của V.I. Vernadxki.

Trong tiền đề lý luận đầu tiên, ông khẳng định là với quan niệm đơn giản nhất thì các lớp vỏ quả đất đã phản ảnh trạng thái cân bằng động của nhiều biến số độc lập là nhiệt độ, áp suất, các tính chất vật lý và thành phần hóa học của vật chất,…

Tiền đề thứ hai khẳng định rằng “tất cả các lớp vỏ trái đất (địa quyển) hình thành theo thời gian có thể là minh họa đặc trưng cho một số biến số đã ở trạng thái cân bằng ». Các biến số này là động lực học (nhiệt độ và áp suất), biến số pha (tính chất vật lý của vật chất –pha khí, rắn và lỏng), biến số hóa học (thành phần hóa học của vật chất).

Tiền đề thứ ba cho rằng, trong hệ thống này đã bỏ qua một biến số độc lập – vật chất hữu sinh, đây là một trường nhiệt động lực độc lập có cấu trúc riêng và các mối cân bằng bên của của tất cả các biến số, cho phép tách sinh vật hữu sinh,các sinh vật sống như là một biến số độc lập khác nữa.

Hoàn toàn dễ hiểu là, sự tác động tương hỗ của tất cả các biến số được thực hiện trong dòng bức xạ của vũ trụ và mặt trời (cũng là một biến số độc lập) và trong trọng trường.

Việc xác định các biến số về thực chất cho phép phân loại đầu tiên các cơ sở dữ liệu môi trường theo các đối tượng “chức năng”: cơ sở dữ liệu sinh học, cơ sở dữ liệu địa vật lý môi trường (các biến nhiệt động lực, trạng thái pha), cơ sở địa hóa môi trường, cơ sở dữ liệu năng lượng bức xạ vũ trụ.

Hoàn toàn dễ hiểu là, có thể hoặc đã tồn tại hay hình thành các cơ sở dữ liệu trong từng đối tượng mà không cần xác định thuật ngữ “môi trường”. Nhưng trong các CSDL này không phản ảnh các mối quan hệ giữa các thành phần của môi trường.

Ví dụ, trong các số liệu cơ sở về khí hậu có lưu trữ các số liệu về áp suất trên trái đất trong các khoảng thời gian khác nhau, về nhiệt độ, về lượng nước ngưng tụ, …trong các trạm cũng như mạng quan trắc, nhưng trong các số liệu này không có thông tin về trạng thái của sinh vật, hay thông tin về thành phần khí của khí quyển và ngược lại.

Tất nhiên, trong một số điều kiện xác định có thể liên kết các CSDL này và nghiên cứu các mối quan hệ. Tuy nhiên, mối liên kết này không thể thực hiện chỉ bằng biện pháp cơ học: thứ nhất, cần phải quan trắc đồng thời nhiều thành phần khác nhau; thứ hai, khi liên kết các số liệu, không phải liên kết toàn bộ các số liệu mà cần phải chọn lọc; thứ ba, dù sao đồng bộ cũng không thể là lý tưởng nhất và chỉ có thể chấp nhận với một số điều giả thiết nhất định. Bằng cách này hay cách khác, việc tạo ra các số liệu môi trường – hoàn toàn là vấn đề chuyên môn và theo lý thuyết phải xây dựng bài toán này trên cơ sở các quan trắc thực sự đồng bộ, mà chúng ta hiện nay chỉ mới nói đến điều này.

Phụ thuộc vào sự lựa chọn xem biến nào được xác định là hàm số, còn biến nào là đối số sẽ xác định được loại thông tin môi trường. Nếu chúng ta xác định vật chất sinh học là hàm số, thì các thông tin về địa vật lý và địa hóa học và các thông tin về năng lượng bức xạ là các đối số. Nếu chúng ta xem khí hậu là hàm số, thì tương ứng khối lượng và nội dung thông tin cũng thay đổi.

Bởi vì hạt nhân của thông tin môi trường các cơ thể sống và con người, cho nên sự phân loại tiếp theo nên tiến hành theo các biến số này.

Cấu trúc phân tầng của tổ chức sinh vật ở mức trên như sau:

23

Mức quần thể (toàn bộ các sinh vật cùng nòi giống trong một vùng giới hạn, các sinh vật này có khả năng tự sinh trong một khoảng thời gian dài),

Mức quần xã (toàn bộ các sinh vật của các loài khác nhau, sống trong cùng một khu vực và trong cùng thời gian, có khả năng cùng tồn tại ổn định và tái sinh lâu dài),

Mức hệ sinh thái hay mức sinh học quần lạc (quần xã sinh vật có sự tác động qua lại với thế giới vô sinh có trong tự nhiên từ lâu đời, là thành phần riêng (bên trong) của quần thể này).

Trong từng mức độ này có thể nói về các đối tượng có phạm vi không gian – thời gian khác nhau: ở mức quần thể – từ mức quần thể địa phương đến tập hợp các quần thể, tạo nên dạng cơ thể sống tương ứng; ở mức quần xã – từ tập hợp tương đối thuần nhất cụ thể với kích thước tuyến tính trong phạm vi từ vài chục mét đến các biom; ở mức hệ sinh thái – từ các hệ sinh thái cụ thể với kích thước tuyến tính của một quần xã cụ thể đến cả sinh quyển.

Tương ứng có thể thu thập thông tin sinh thái ở mức quần thể, mức quần xã và ở mức hệ sinh thái có lưu ý tới các đối số tương ứng. Thêm vào đó đối với mức quần thể đối số có thể là thông tin phản ánh trạng thái của quần xã.

Chặt chẽ nhất là thông tin về thực vật, mà tập hợp các loài này rất dễ quan sát như một khối thống nhất. Thông tin về các sinh vật dị dưỡng (heterotrophy) ở mức quần xã được biểu diễn chủ yếu thông qua tập hợp các chỉ số riêng. Mức phân loại thông tin sinh thái chia nhỏ nó ở quần thể và quần xã, chứ không có trong mức hệ sinh thái. Ở mức hệ sinh thái, các dạng chức năng của các sinh vật tạo thành một vùng không gian đặc trưng.

Thông tin sinh thái có thể phân loại theo các dạng sinh học. Cách phân loại này nhiều khi trùng hợp với cách phân loại độc tính, ví dụ;

Thực vật > (thực vật bậc cao ((cỏ (…,…), cây (…,…), bụi cây (…,…))), thực vật bậc thấp (…,…)))))

Sinh vật dị dưỡng > (thực vật bậc 1 (không xương sống, có xương sống),…

Tên gọi của dạng sinh vật ở từng mức phản ảnh mối quan hệ của đối tượng đối với cấu trúc của toàn bộ hệ thống và tương ứng là ý nghĩa chức năng thông tin của nó.

Trong thông tin ở mức quần thể và ở mức quần xã, thông tin về các thông số môi trường thường được đưa vào theo các loại biến số và ở mức khối lượng thông tin cần thiết tương ứng với quan điểm chung để phản ánh các mối quan hệ.

Ví dụ như, đối với thực vật, đó là các loại thông tin như tổng lượng bức xạ quang hợp trực tiếp và tán xạ, nhiệt độ trung bình, tổng nhiệt độ hoạt tính sinh học, nhiệt độ tới hạn trung bình, biên độ nhiệt độ trung bình trong một khoảng thời gian xác định, độ ẩm của không khí (các giá trị tới hạn) theo các thời kỳ trong năm, tổng lượng mưa trong năm, các chỉ số cân bằng bức xạ và chỉ số đặc trưng cho độ khô,… Đó là các biến số được giả thuyết là có thể ảnh hưởng đến trạng thái và chức năng của các loài thực vật. Hoàn toàn dễ hiểu là trong nhiều trường hợp, loại thông tin này là kết quả của sự biến đổi đặc biệt của các thông tin thu thập được trong phạm vi hẹp. Trong đa số các trường hợp, các đối số được thể hiện qua loại thông tin thứ cấp.

Trong mức hệ sinh thái, thông tin sinh thái có kiểu phân loại hoàn toàn khác. Ở đây, trong từng phần của hệ thống, không chỉ quan sát đến các sinh vật mà còn quan tâm đến các biến số vô sinh, và giá trị của biến vô sinh là các hàm số của mối tương tác giữa vật chất sống với các thông số bên ngoài trong dòng bức xạ mặt trời. Bản thân vât chất sống về mặt cấu trúc đã là biến số, còn về mặt chức năng (quá trình sản xuất) lại là hàm số của chính vất chất sống và các biến số còn lại.

24

Các biến số chính làm cơ sở cho sự phân loại chung của thông tin sinh thái là vật chất sống, các thông số nhiệt động học, thành phần pha, nguyên tố hóa học. Nếu phân loại theo các thành phần môi trường thì có: khí quyển, thủy quyển, môi trường đất (sự phong hóa vỏ quả đất theo thời gian), môi trường không khí trong đất.

Tương ứng các thông số nhiệt động học tạo nên các tổ hợp sau đây với các thành phần môi trường: nhiệt độ và áp suất của khí quyển, nhiệt độ và áp suất của thủy quyển, nhiệt độ và áp suất của đất, thành phần pha của các loại môi trường trên, thành phần khí của các loại môi trường, thành phần hóa học của các loại môi trường,…

Tổng hợp các thông số này có thể xác định được nội dung của thông tin. Ví dụ, thông số nhiệt động học, mức hệ sinh thái địa phương, khí quyển, thành phần hóa học; mức hệ sinh thái toàn cầu (khí quyển, pha khí),…

Như đã nói ở trên, có thể xác định thứ tự phát biểu cho mỗi loại khái niệm như sau:

- Thứ nhất: đặt tên chung cho biến số; - Thứ hai: mức hệ thống; - Thứ ba: mức không gian (không gian – thời gian); - Thứ tư: môi trường thành phần; - Thứ năm: vùng đối tượng chính (hàm số). - Tất nhiên là có thể có các kiểu sắp xếp khác.

Các hàm số phải được thể hiện trong các hệ thống đo đạc với mức độ chi tiết cao, với khối lượng thông tin lớn hơn biến số bên ngoài. Nói chung, các biến số bên trong nằm trong phạm vi không gian – thời gian của hệ thống là các biến số bên ngoài của hệ thống cùng loại nhưng ở mức thấp hơn: các hệ sinh thái địa phương là thành phần của sinh quyển, còn các biến số của sinh quyển cũng là các đối số của chúng. Nói chung, dạng thông tin được xác định tương ứng theo các biến số.

2.6 Các cơ quan thu thập thông tin môi trường trên ví dụ Tp. Hồ Chí Minh

Thông thường việc thu thập, đo đạc, xử lý các số liệu về môi trường thường được thực hiện bởi một số cơ quan nhà nước. Tuy nhiên việc tiếp cận chúng rất khó khăn do những thông tin này ít được phổ biến rộng rãi và bị phân tán trong nhiều đề tài, dự án khác nhau. Lý do chính là bởi mỗi cơ quan chỉ quản lý một vài thông số về một môi trường nhất định, hệ quả là xã hội hiểu biết rất ít về các vấn đề môi trường ở mức độ tổng quan.

Dưới đây giới thiệu một số cơ quan thu thập và lưu trữ các dữ liệu môi trường trên ví dụ của Tp. Hồ Chí Minh. Tác giả giáo trình này nhận thức rằng, những thông tin dưới đây chưa phải là đầy đủ. Rất nhiều Viện, Trung tâm khác đóng trên địa bàn Tp. HCM hàng năm đã thực hiện nhiều đề tài, dự án cho ra những thông tin môi trường quí giá. Bạn đọc quan tâm sẽ có thể tìm hiểu thêm trong phần tài liệu tham khảo dưới đây:

Phân Viện khí tượng thủy văn

Chức năng, nhiệm vụ được nhà nước giao ở đây là thực hiện việc điều tra, khảo sát, phân tích, tiến hành thực nghiệm về khí tượng thủy văn, hải văn, môi trường không khí và nước theo kế hoạch. Trong thời gian qua đơn vị này đã thực hiện quan trắc, thu thập số liệu về khí tượng, thủy văn và môi trường. Một số đề tài tiêu biểu được thực hiện trong thời gian qua như: điều kiện khí tượng thủy văn nông nghiệp Tp. Hồ Chí Minh, điều tra khảo sát chất lượng nước hệ thống sông Sài gòn - Đồng nai, nghiên cứu một số yếu tố khí tượng thủy văn ảnh

25

hưởng tới xâm nhập mặn vào trong sông và nội đồng, nghiên cứu sự lan truyền mặn trên hệ thống sông Sài gòn - Đồng nai.

Đài khí tượng thủy văn Nam bộ

Tại Tp. Hồ Chí Minh đây là một trong những cơ quan nhà nước thu thập nhiều số liệu nhất liên quan tới môi trường. Chức năng và nhiệm vụ được giao là:

Quản lý, tổ chức đo đạc, chỉnh lý lưu trữ các dữ liệu điều tra cơ bản về khí tượng thuỷ văn, hải văn, môi trường, bức xạ, ozone và tia cực tím ;

Dự báo khí tượng thuỷ văn ngắn hạn, hạn vừa, dài hạn và các hiện tượng thời tiết thuỷ văn nguy hiểm, phục vụ nền kinh tế quốc dân, quốc phòng và đời sống xã hội;

Ký kết các hợp đồng dịch vụ kinh tế trong và ngoài nước hoạt động trên lãnh thổ Việt nam, kể cả trên đất liền, trên biển và trên không trong lĩnh vực nghiên cứu khoa học, điều tra cơ bản, tính toán cung cấp số liệu khí tượng thuỷ văn ….

Địa bàn hoạt động: 18 tỉnh thành Nam Bộ, lãnh hải và bầu trời Việt Nam từ Phan Thiết trở vào.

Là cơ quan Nhà nước có trách nhiệm đo đạc, khảo sát, đánh giá cơ sở dữ liệu khí tượng thuỷ văn, hải văn và thực hiện các dịch vụ tư vấn khí tượng thuỷ văn trên địa bàn rộng lớn. Với một lực lượng hùng hậu bao gồm: 4 phòng chức năng chính, 17 trung tâm dự báo khí tượng thuỷ văn tại 17 tỉnh, 1 trạm Ra đa thời tiết, 1 trạm thu ảnh vệ tinh, 28 trạm khí tượng, 51 trạm thuỷ văn, 25 trạm kiểm soát môi trường nước, 4 trạm đo chất lượng không khí, 32 trạm đo mặn và 92 điểm đo mưa cùng nhiều công cụ trợ giúp hiện đại khác, đây là nơi cung cấp thông tin chất lượng cao về các vấn đề khí tượng, khí hậu, thuỷ văn, hải văn và giám sát môi trường.

Viện môi trường và tài nguyên - Đại học quốc gia Tp. Hồ Chí Minh

Cùng với Phân viện khí tượng thủy văn và Đài khí tượng thủy văn Nam bộ, Viện môi trường và tài nguyên thuộc Đại học quốc gia Tp. HCM là đơn vị thu thập rất nhiều số liệu liên quan tới môi trường thuộc khu vực phía Nam. Đây là Cơ quan được giao nhiệm vụ thực hiện quan trắc môi trường quốc gia khu vực phía Nam và hệ thống sông Sài Gòn – Đồng Nai. Trong thời gian qua Viện đã thực hiện nhiều đề tài nghiên cứu khoa học các cấp khác nhau và đã thu thập được một khối lượng lớn các dữ liệu.

Viện kỹ thuật nhiệt đới và bảo vệ môi trường

Là một trong số những Viện tại Tp. HCM tiến hành nhiều công trình trong lĩnh vực

bảo vệ môi trường. Trong số chức năng nhiệm vụ được giao có:

- Quan trắc và đánh giá chất lượng môi trường không khí, nước và đất, đáp ứng yêu cầu phục vụ nền kinh tế quốc dân. Đánh giá tác động môi trường cho các dự án kinh tế quốc dân.

- Nghiên cứu, thiết kế, thi công, triển khai công nghệ xử lý ô nhiễm khí thải, nước thải, chất thải rắn và chất thải nguy hại. Trong hơn 10 năm qua, Viện đã được giao 10 đề tài nghiên cứu khoa học cấp nhà

nước, hơn 50 đề tài nghiên cứu cấp Tỉnh, Thành, Bộ, nhiều đề tài hợp tác quốc tế về bảo vệ

26

môi trường. Một số đề tài nghiên cứu về khảo sát, đánh giá chất lượng môi trường không khí, nước được đánh giá cao như các đề tài khảo sát, quan trắc nước sông Sài gòn - Đồng nai, nghiên cứu vùng thượng lưu sông Đồng Nai, khảo sát môi trường hầu hết các tỉnh thành phía Nam.

2.7 Một số ấn phẩm chứa đựng thông tin môi trường tại Việt Nam

Tạp chí Khí tượng - Thủy văn

Đây là tạp chí chuyên ngành do Tổng cục khí tượng thủy văn trước đây phát hành (nay gọi là Trung tâm Khí tượng Thủy văn quốc gia). Hàng tháng tạp chí này đều công bố số liệu quan trắc chất lượng nước và không khí cũng như số liệu về khí tượng - thủy văn trung bình tháng tại các trạm do Tổng cục khí tượng - thủy văn quản lý.

Tạp chí Hóa học

Đây là tạp chí do Viện Khoa học và Công nghệ Việt nam phát hành, mỗi năm 4 số. Tạp chí Hoá học đăng những công trình nghiên cứu có giá trị khoa học và thực tiễn trong lĩnh vực hoá học và công nghệ hoá học.

Tạp chí Các khoa học về trái đất

Đây là tạp chí do Viện Khoa học và Công nghệ Việt nam phát hành 4 số trong một năm. Tạp chí Các khoa học về trái đất đăng các kết quả các công trình nghiên cứu cơ bản, nghiên cứu triển khai, ứng dụng, giới thiệu phương pháp điều tra nghiên cứu mới, trao đổi về các công trình đã công bố; phê bình và giới thiệu sách mới; đưa tin về các hội nghị trong và ngoài nước thuộc các ngành địa học.

Tạp chí Khoa học và công nghệ Biển

Tạp chí này do Viện khoa học và công nghệ Việt nam phát hành, đăng các bài tổng quan, nêu các kết quả khoa học các công trình nghiên cứu và thông tin ngắn về Khoa học và Công nghệ biển.

Tạp chí khoa học và công nghệ

Tạp chí này do Viện khoa học và công nghệ Việt nam phát hành, đăng các bài tổng quan, nêu các kết quả khoa học các công trình nghiên cứu và thông tin ngắn về Khoa học và Công nghệ. Với tần xuất 12 số trong một năm tạp chí này có một số chuyên mục về hoá học, sinh học, công nghệ thông tin, môi trường,…

Tạp chí Bảo vệ môi trường

Đây là tạp chí do Cục bảo vệ môi trường thuộc Bộ tài nguyên và môi trường ấn phẩm với chu kỳ hàng tháng một số. Một số chuyên mục của tạp chí này là: Điều tra nghiên cứu, Sự

27

kiện, Trao đổi kinh nghiệm, Thông tin hoạt động,Văn bản. Một số số liệu quan trắc liên quan tới chất lượng nước các con sông chính của đất nước như sông Cầu, sông Nhuệ - sông Đáy, sông Sài gòn - Đồng nai (lấy từ các đề tài, dự án khác nhau). Trong trang Web của Cục Bảo vệ môi trường ( www.nea.gov.vn) chứa đựng nhiều thông tin môi trường rất hữu ích cho nghiên cứu, ứng dụng như: CSDL các văn bản quy phạm pháp Luật về Bảo vệ môi trường, CSDL các chỉ tiêu thống kê môi trường, CSDL an toàn hóa chất, CSDL quản lý cán bộ, chuyên gia môi trường, CSDL công nghệ môi trường, CSDL dự án môi trường, CSDL các báo cáo đánh giá tác động môi trường, CSDL quan trắc môi trường, CSDL thanh tra môi trường, CSDL đề tài nhiệm vụ nghiên cứu về môi trường, CSDL tin tức về môi trường, CSDL tạp chí Bảo Vệ Môi Trường, CSDL sách đỏ Việt Nam, CSDL, GIS môi trường: Hệ thống các khu bảo tồn thiên nhiên của Việt nam, rừng ngập mặn, dân số và môi trường, khu kinh tế trọng điểm phía Nam.

Với quan điểm chiến lược Bảo vệ môi trường quốc gia đến năm 2010 và định hướng đến 2020 : "Phát triển kinh tế phải kết hợp chặt chẽ, hài hòa với phát triển xã hội và bảo vệ môi trường. Đầu tư cho bảo vệ môi trường là đầu tư cho phát triển" trong thời gian tới, định hướng của tạp chí này là tăng cường các hoạt động tuyên truyền, cung cấp thông tin nhằm nâng cao nhận thức cộng đồng về môi trường. Các số liệu điều tra, thống kê, đánh giá và phân loại các nguồn gây ô nhiễm chính, các giải pháp quản lý và kỹ thuật để xử lý các nguồn thải; các hoạt động quan trắc, thanh tra kiểm soát cũng sẽ được thông tin trên tạp chí. Trong tạp chí cũng công khai thông tin về các cơ sở gây ô nhiễm, mức độ ô nhiễm môi trường ở lưu vực sông.

Tiêu chuẩn Việt nam

Trong điều kiện và khả năng hiện nay của công nghệ, chưa thể loại trừ hoàn toàn chất thải ô nhiễm trong quá trình sản xuất. Chính vì vậy, dựa vào các kết quả nghiên cứu về vệ sinh dịch tễ người ta đã xây dựng các tiêu chuẩn đảm bảo cho môi trường không khí tương đối trong sạch. Mức độ sạch của không khí, nước được đánh giá bằng nồng độ chất độc hại chứa trong một đơn vị trọng lượng hay một đơn vị thể tích không khí, nước. Đơn vị đo lường thường là trọng lượng chất ô nhiễm chứa trong 1 m3 không khí (mg/m3) đối với nước là (mg/l).

Người ta thường phân ra nồng độ từng lần (cực đại), nồng độ trung bình 1 giờ, nồng độ trung bình 8 giờ, trung bình ngày và trung bình qua một thời gian dài như trung bình tháng, trung bình năm. Nồng độ từng lần là nồng độ chất độc hại chứa trong không khí đi qua ống hút trong một khoảng thời gian tương đối ngắn (10 – 20 phút). Trị số nồng độ lớn nhất nhận được trong quá trình quan trắc từng lần gọi là nồng độ cực đại từng lần.

Dựa theo mức độ tác hại của chất độc hại đối với cơ thể con người, người ta phân thành : giới hạn cho phép, giới hạn nguy hiểm đối với sự sống và mức gây tử vong.

Trong tiêu chuẩn chất lượng môi trường không khí người ta thường dùng trị số nồng độ cực đại cho phép, đó là nồng độ lớn nhất của chất độc hại trong không khí mà không gây tác tại đối với con nguời. Năm 1995, Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi truờng nước ta đã ban hành Tiêu chuẩn môi truờng. Đến năm 2001, một số tiêu chuẩn môi trường được bổ sung. (xem www.nea.gov.vn ).

2.8 Thông tin về các vấn đề môi trường đặc trưng

28

Trong mục này chúng ta xem xét thông tin môi trường đặc trưng cũng như các phương pháp nhận thông tin môi trường cũng như các nguồn có thông tin liên quan tới môi trường : chất lượng môi trường, hoạt động của các xí nghiệp gây ô nhiễm. Mục này có ý nghĩa quan trọng cho mục tiêu ứng dụng trong phần 2 của cuốn giáo trình này. Các nội dung chính được trình bày trong chương này gồm: thế nào là chất lượng môi trường, thông tin về các cơ sở sản xuất (CSSX) như là một trong những nguồn thông tin môi trường quan trọng, các thông tin môi trường quan trọng trong mỗi CSSX và vấn đề sức khỏe của người dân như là chỉ số quan trọng phản ánh chất lượng môi trường.

2.8.1 Chất lượng nước, không khí, đất

Hiện nay không ai có thể phủ nhận rằng một trong những yếu tố quan trọng nhất xác định chất lượng cuộc sống chính là chất lượng môi trường. Vấn đề môi trường thường đứng đầu trong sự quan tâm của dân chúng trong nhiều trường hợp vượt qua nhiều vấn đề chính trị xã hội. Không ngạc nhiên khi các chương trình quảng cáo trên các phương tiện nghe nhìn thường chọn những thảm cỏ xanh hay những vùng có môi trường cho các chương trình.

Thực vậy có một khối lượng rất lớn thông tin liên quan tới thông tin môi trường phản ánh mức độ sạch hay nói chính xác hơn mức độ ô nhiễm môi trường. Chính các thông tin này trong nhiều trường hợp chiếm vị trí đầu tiên trong các phiếu thăm dò xã hội. Nếu đặt vấn đề một cách chính xác hơn thì ở đây muốn nói tới độ lệch các đặc trưng hóa, lý, sinh học của không khí, nước, đất so với một số giá trị mà ta gọi là chuẩn.

Chúng ta đưa ra một số định nghĩa như sau. Cụm từ chất lượng không khí được hiểu là tập hợp các tính chất của khí quyển xác định mức độ tác động của các yếu tố vật lý, hóa học và sinh học lên con người, thực vật và thế giới động vật, cũng như lên vật liệu, kết cấu và môi trường nói chung. Chất lượng không khí được xác định bằng các tiêu chuẩn, ví dụ như giới hạn cho phép nồng độ các chất độc hại trong khu vực sản xuất, khu dân cư,…

Cụm từ chất lượng nước được hiểu là đặc trưng thành phần và các tính chất của nó, cho phép xác định tính sử dụng của nó cho các đối tượng sử dụng nước cụ thể. Theo tiêu chuẩn vệ sinh người ta thiết lập chỉ số vi sinh và ký sinh trùng của nước (số vi sinh và vi trùng của nhóm vi khuẩn đường ruột trên một đơn vị thể tích). Các chỉ số độc hại của nước đặc trưng cho mức độ độc hại thành phần hóa học của nó, được xác định bởi hàm lượng các chất hóa học, hàm lượng này không được vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Cuối cùng khi xác định chất lượng nước người ta lưu ý tới một số tính chất khác như: nhiệt độ, độ đục, màu, mùi, vị và độ cứng.

Nguyên lý chuẩn hóa hàm lượng các hợp chất hóa học trong đất dựa trên sự gia nhập của chúng vào cơ thể diễn ra chủ yếu thông qua các môi trường tiếp xúc với đất. Các khái niệm cơ bản của ô nhiễm hóa học của đất xem trong các tài liệu qui phạm.

Nói chung, trong những vấn đề liên quan tới chất lượng môi trường người ta lưu ý tới một số khía cạnh sau đây:

- về đại lượng các đặc trưng cần quan tâm (ví dụ như nồng độ chất ô nhiễm) trong môi trường cụ thể (ví dụ như môi trường nước).

- về đại lượng và bản chất của các qui phạm được xây dựng cho các đặc trưng này. - về các tính chất của các chất ô nhiễm được phát hiện và các yếu tố khác của sự tác

động - mức độ nguy hiểm của chúng đối với con người và các cơ thể khác, về nguồn gốc phát sinh của chúng và về các con đường lan truyền của chúng,…

29

Phần dưới đây chúng ta xem xét một số vấn đề liên quan tới các nguồn gốc thông tin liên quan tới từng vấn đề được nêu ra ở trên. Trong một số vấn đề sẽ gặp phải một số vấn đề liên quan tới hoạt động của các xí nghiệp gây ô nhiễm và các yếu tố tác động khác.

Việc tìm kiếm thông tin, như người ta vẫn hay thường tiến hành thường bắt đầu từ tài liệu tham khảo. Công việc đọc tài liệu tham khảo giúp chúng ta có một cái nhìn tổng quát về các vấn đề quan tâm, trong một số trường hợp khác có thể nhận được các dữ liệu cần thiết. Sau đó có thể tới các cơ quan, tổ chức nhà nước thực hiện quan trắc, thu thập số liệu với những yêu cầu cụ thể để tìm thông tin mà mình cần. Có thể lưu ý tới một đặc điểm là phần lớn các công trình được công bố có dẫn ra các số liệu thực tế của chính các tổ chức thu thập số liệu. Mục tiêu và nhiệm vụ của các tổ chức này cùng các nguyên lý làm việc được phản ánh trong cấu trúc và nội dung các công bố.

2.8.2 Thông tin về các xí nghiệp gây ô nhiễm

Trước khi đi vào phân tích các nguồn thông tin cơ bản phản ánh tác động của xí nghiệp lên môi trường ta xem xét một số khái niệm cơ bản được sử dụng trong các nguồn thông tin này.

Trong tài liệu khoa học kỹ thuật dưới cụm từ tác động lên môi trường xung quanh người ta hiểu là những dòng vật chất bất kỳ, năng lượng và thông tin trực tiếp được hình thành trong môi trường hay dự kiến sẽ hình thành do kết quả hoạt động của con người và dẫn tới những thay đổi theo chiều hướng xấu cho môi trường cũng như những dẫn tới những hậu quả của các thay đổi này.

Các nguồn cơ bản tác động lên môi trường được chia thành:

Các nguồn phát thải chất ô nhiễm - những chất liên quan tới sự lan truyền và khuếch tán các chất ô nhiễm trong khí quyển, trong số này còn phải kể tới sự lan truyền do việc chôn các nguồn thải;

Các nguồn xả thải chất ô nhiễm, nghĩa là liên quan tới sự gia nhập và pha loãng các chất ô nhiễm xuống nước mặt hay nước ngầm cũng như trong các con kênh mương, từ các cống thải;

Các nguồn tác động hóa – lý lên môi trường như các nguồn gây ồn, rung, bức xạ ion, trường điện từ, các nguồn phát thải và xả thải nhiệt;

Các nguồn ô nhiễm sinh học cho môi trường;

Trong thuật ngữ được ứng dụng cho khí quyển có thể chỉ nói về phát thải, ứng dụng cho các đối tượng nước chỉ nói về xả thải. Lưu ý rằng chất có thể gọi là chất bẩn, có hại hay độc hại.

Các nguồn được phân loại thành nguồn cố định và nguồn di động. Vị trí của các nguồn di động thay đổi trong không gian thay đổi phụ thuộc vào thời điểm tác động của chúng; ví dụ như các tàu di chuyển hay sự loang của chất lỏng (ví dụ như dầu trong môi trường nước).

Các nguồn cố định phát thải và xả thải chất ô nhiễm được chia ra thành các nguồn có tổ chức và không có tổ chức (bãi cháy, khối cháy). Ví dụ của nguồn thải cố định là ống khói của một nhà máy cố định hay một con kênh mương xả chất ô nhiễm xuống sông của một xí nghiệp nào đó. Ví dụ của nguồn không có tổ chức như một bãi cháy thuộc xí nghiệp. Các chất có hại từ các sản phẩm dầu, chất lỏng độc hại có thể rơi vào môi trường nước và có thể bốc hơi vào không khí.

30

Các chất thải — cặn bã của nguyên liệu, các chất thải từ các xí nghiệp chế biến thực phẩm, rác sinh hoạt,… Người ta chia ra làm hai loại chất thải là chất thải sản xuất và chất thải tiêu thụ phụ thuộc vào nguồn gốc hình thành.

Bản thân chất thải không nhất thiết phải là các nguồn tác động lên môi trường, nhưng chúng tạo ta các nguồn thải trong quá trình phân bổ và xử lý. Người ta phân biệt sự phân bổ chất thải ra làm hai loại là có tổ chức và không có tổ chức. Sự phân bổ có tổ chức chất thải được hiểu là sự tuân thủ theo lịch trình và được thực hiện tương ứng với các chuẩn và qui tắc rõ ràng trong việc tách, thu thập, vận chuyển, chôn cất (hay xử lý), có lưu ý tới việc sử dụng tiếp theo hay không sử dụng tiếp (chôn luôn).

Quá trình phân bố không có tổ chức là quá trình diễn ra không tuân thủ theo qui trình hay lịch trình.

Xử lý chất thải – là tổng hợp các quá trình phân bổ, xử lý, sử dụng, xóa bỏ hay chôn chất thải. Khi xử lý chất thải người ta có thể áp dụng nhiểu biện pháp và công nghệ khác nhau.

2.8.3 Thông tin về cơ sở sản xuất - các dạng chính của báo cáo môi trường

Trong thực tế tại bất cứ xí nghiệp nào cũng có các dạng nguồn tác động lên môi trường được mô tả ở trên. Ngoài ra, bản thân xí nghiệp cũng có thể xem xét như một tập hợp các nguồn. Tồn tại một số các văn bản quy định cũng như phản ánh thực tế tác động của xí nghiệp lên môi trường. Trong số này các đánh giá phát thải giới hạn cho phép, các thiết kế qui hoạch chất thải, giấy phép môi trường, cũng như các dạng báo cáo thống kê.

Phát thải cho phép và nồng độ giới hạn cho phép

Qui phạm tác động lên môi trường đối với một số đối tượng sản xuất được qui định (có cơ sở khoa học) trong phát thải cho phép và nồng độ giới hạn cho phép. Các qui phạm này có liên quan tới các tiêu chuẩn chất lượng môi trường.

Phát thải giới hạn cho phép (PTGHCP)– là lượng chất chứa trong khí thải, cực đại cho phép phát thải vào khí quyển trong một đơn vị thời gian. Xả thải giới hạn cho phép (XTGHCP) – là lượng chất chứa trong nước thải, cực đại cho xả qua cống vào đối tượng nước với chế độ định trước trong một đơn vị thời gian. Các tiêu chuẩn phát thải giới hạn cho phép và xả thải giới hạn cho phép được thiết lập đối với mỗi nguồn thải của mỗi xí nghiệp và đối với từng loại chất ô nhiễm có lưu ý tới sự tổ hợp của tác động.

Nguyên lý chung thiết lập PTGHCP và XTGHCP là ở chỗ kết quả của phát thải (xả thải) các qui phạm được thiết lập đối với không khí và nước không được phép vượt PTGHCP (đối với không khí) và XTGHCP (và đối với nước)

Cơ sở khoa học và thực tiễn để xác định PTGHCP và XTGHCP là phương pháp tính toán nồng độ chất ô nhiễm do nguồn sinh ra tại các điểm được kiểm soát có lưu ý tới sự phát tán (pha loãng), sự đóng góp từ các nguồn khác, viễn cảnh phát triển,…

Trong trường hợp khi mà các giá trị PTGHCP và XTGHCP vì nguyên nhân nào đó không thể tiến hành được, thì đối với các xí nghiệp đó người ta thiết lập các phát thải tạm thời theo thỏa thuận (các xả thải tạm thời theo thỏa thuận) đối với các chất độc hại và người ta đưa ra sự giảm theo từng giai đoạn chỉ số phát thải (xả thải) các chất độc hại tới các giá trị đảm bảo sự tuân thủ PTGHCP và XTGHCP.

31

Công việc thiết lập PTGHCP và XTGHCP thường được tiến hành ở giai đoạn thiết kế và bắt buộc phải xem xét lại trong trường hợp thay đổi công suất, công nghệ sản xuất hay chế độ làm việc của xí nghiệp.

Tương tự như trên đối với chất thải cần phải xây dựng các tiêu chuẩn, qui phạm cho phép giới hạn chất thải.

Hình 2.7. Báo cáo môi trường đối với từng CSSX

Giấy phép môi trường của xí nghiệp

Mỗi xí nghiệp bắt buộc phải có một tài liệu đặc biệt - giấy phép môi trường. Giấy phép môi trường của mỗi xí nghiệp công nghiệp là một văn bản mang tính pháp lý được cấp phép và đưa vào thực hiện theo qui định của nhà nước. Tài liệu này được xây dựng với mục tiêu hệ thống hóa thông tin xác định ảnh hưởng của xí nghiệp lên môi trường, kiểm soát các tiêu chuẩn bảo vệ môi trường và các qui tắc trong quá trình sản xuất.

Giấy phép môi trường thường chứa thông tin tổng quát về công nghệ được sử dụng (của các quá trình khác nhau được thực hiện tại xí nghiệp), về các nguồn tác động (các nguồn phát thải, các nguồn xả thải, tạo ra chất thải). Trong tài liệu này dẫn ra sơ đồ vị trí các nguồn thải, kết quả tính toán phát thải chất ô nhiễm môi trường xung quanh.

Trong đa số các trường hợp giấy phép môi trường là tài liệu mở và được lưu trữ trong Cơ quan bảo vệ môi trường địa phương. Một số nhà máy xí nghiệp có những thông tin bảo mật sẽ có chế độ bảo vệ đặc biệt.

Báo cáo thống kê

Trách nhiệm của mỗi xí nghiệp là phải nộp báo cáo tổng kết về hoạt động bảo vệ môi trường tương ứng với các biểu mẫu thống kê quốc gia.

Các dạng chính của biểu mẫu thống kê môi trường gồm các mẫu sau:

Biểu mẫu về môi trường không khí. Báo cáo tổng kết về bảo vệ môi trường không khí. Đây là báo cáo hàng năm trong đó dẫn ra số liệu về các phát thải chất ô nhiễm vào không khí, quá trình xử lý, làm sạch chúng, dữ liệu về phát thải vào môi trường không khí các chất khí đặc biệt; các nguồn phát thải các chất ô nhiễm; quá trình thực hiện các biện pháp giảm thiểu phát thải.

32

Biểu mẫu về tình trạng sử dụng nước. Báo cáo tổng kết về sử dụng nước. Đây là báo cáo hàng năm và chứa các dữ liệu cấp nước cho các xí nghiệp, dữ liệu về hệ thống dẫn nước, hệ thống cung cấp nước, các giới hạn lấy nước.

Biểu mẫu về các chất thải độc hại. Báo cáo tổng kết về sự tạo thành và xử lý chất thải độc hại. Đây là báo cáo hàng năm và chứa các dữ liệu về các chất thải loại I, II, III và IV theo mức độ nguy hiểm (sự tạo thành, sự gia nhập từ các xí nghiệp khác, sử dụng, khử trùng, phân loại hữu cơ và vô cơ, chôn).

Biểu mẫu về hệ thống kênh mương. Báo cáo tổng kết về hệ thống kênh mương. Báo cáo bao gồm phần giới thiệu các công trình đào kênh mương trong một năm.

Biểu mẫu về hệ thống ống dẫn nước. Báo cáo tổng kết về ống dẫn. Bao gồm các dữ liệu các công trình xây dựng ống dẫn nước và công việc đào trong một năm.

Biểu mẫu về Chi phí môi trường. Báo cáo tổng kết về chi phí cho công tác bảo vệ môi trường và tình hình thu phí môi trường.

Tất cả các dạng báo cáo thống kê đều được nộp cho Trung tâm thống kê quốc gia. Ngoài ra các tài liệu trên cần thiết phải nộp cho Cơ quan bảo vệ môi trường.

Hình 2.8. Các dạng báo cáo môi trường

Lưu ý rằng ngoài các tài liệu trên còn có rất nhiều các tài liệu khác liên quan tới các

quá trình công nghệ của quá trình vận hành. Tuy nhiên đối với người dân và các tổ chức xã hội thì khả năng được tiếp cận với các số liệu thực tế được giới hạn bởi PTGHCP và XTGHCP cũng như vị trí và giới hạn chất thải rắn cũng như các biểu mẫu báo cáo thống kê hàng năm.

Cần lưu ý rằng các tài liệu được mô tả ở trên chứa rất nhiều mảng thông tin quí giá. Nếu biết cách khai thác sử dụng tốt các dữ liệu này thì có thể nắm được những thông tin quí giá về tình hình môi trường của xí nghiệp. Để kiểm soát ô nhiễm cần thiết phải tính toán sự phát tán ô nhiễm. Tuy nhiên trên thực tế để tính toán này có thể thực hiện cần phải tiến hành khảo sát lượng phát thải. Tuy nhiên đây là việc làm không phải lúc nào cũng đơn giản bởi vì lượng phát thải luôn có thể thay đổi (phụ thuộc vào nhiên liệu và công nghệ được sử dụng)

Những lưu ý trên quan trọng khi phân tích hoạt động bảo vệ môi trường của xí nghiệp cũng như khi xây dựng các báo cáo tóm tắt và tổng quát hoá các số liệu

Các nguồn thông tin khác về ô nhiễm công nghiệp

Các biểu mẫu của Tổng cục thống kê quốc gia là những biểu mẫu quan trọng nhất những chúng không phải là duy nhất chứa thông tin về xí nghiệp.

33

Thông tin về xí nghiệp gây ô nhiễm hay về tình trạng môi trường xung quanh xí nghiệp có thể năm ở một số các tổ chức nhà nước khác. Ví dụ thông tin về chất ô nhiễm có thể nằm trong báo cáo Đánh giá tác động môi trường do Vụ thẩm định môi trường (cấp Trung ương) hay Phòng quản lý môi trường thuộc Sở Tài nguyên và Môi trường quản lý hay trong một số tạp chí, nếu các nhà máy này gần các vị trí quan trắc thuộc các Đài khí tượng thủy văn các tỉnh. Do vậy để nhận được thông tin cần quan tâm về tác động của các nhà máy gây ô nhiễm tới môi trường xung quanh nên lập các phiếu điều tra và gửi trực tiếp tới các Cơ quan nhà nước này. Ưu điểm nổi bật của các nguồn thông tin này là nó hoàn toàn dựa vào kết quả quan trắc đo đạc.

Bên cạnh thông tin về tác động của một chất ô nhiễm cụ thể, trong thực tiễn luôn cần thiết phải nắm được các qui luật tổng quát sự tác động các nguồn thải lên môi trường xung quanh. Điều này quan trọng bởi vì, thứ nhất để hiểu đúng và diễn giải đúng thông tin về xí nghiệp cụ thể. Thứ hai, các kiến thức này có thể giúp một cách chính xác và cụ thể đặt câu hỏi cho các tổ chức khác nhau (ví dụ như yêu câầ thông tin về nồng độ các chất xác định trong nước sông nằm dưới nguồn xả nước bẩn vào sông theo dòng chảy).

Một số thông tin về các tác động đặc trưng của các ngành và các vấn đề liện quan có thể nhận trong các báo cáo về tình trạng môi trường mức vùng và mức quốc gia. Các báo cáo này chức thông tin tổng quát về các xả thải và phát thải của các xí nghiệp trong phạm vi đất nước hay phạm vi vùng. Trong các báo cáo này có thể lưu ý tới một số xí nghiệp lớn.

2.8.4 Sức khoẻ của nhân dân

Vấn đề sức khoẻ của người dân và tình trạng môi trường liên quan chặt chẽ với nhau. Chính sự tác động của các yếu tố môi trường lên sức khoẻ người dân là một khía cạnh của các vấn đề môi trường. Đây cũng là mối quan tâm của đại bộ phận người dân. Chính vì vậy chúng ta xem xét vấn đề này khi đề cập tới thông tin môi trường.

Các khái niệm cơ bản

Trong Điều lê của tổ chức Y tế thế giới cụm từ sức khoẻ được định nghĩa như là trạng thái hoàn toàn khoẻ mạnh về mặt thể lực, tinh thần và xã hội, mà không chỉ là sự không có bệnh tật hay khuyết tật gì đó. Tuy nhiên bất kỳ một định nghĩa nào về sức khoẻ thậm chí kể cả định nghĩa trên được coi là tuyệt đối. Người ta phân biệt “sức khoẻ của cá thể” và “sức khoẻ của dân chúng”. Khái niệm “sức khoẻ của cá thể” rất khó định nghĩa một cách chính xác bởi vì nó liên quan tới một phạm vi rất rộng giao động các chỉ tiêu quan trọng nhất của cuộc sống con người với khả năng thích nghi của cơ thể. Chính vì lý do vậy ở đây xuất hiện khái niệm “con người khoẻ trên thực tế”, được hiểu ở đây là có một số chênh lệch trong cơ thể theo một chuẩn nào đó nhưng không gây nguy hiểm cho sự tồn tại và khả năng làm việc của con người và không được xem xét như là có bệnh.

Sức khoẻ của người dân nói chung hay một nhóm người dân (sức khoẻ xã hội) thường được mô tả bởi các chỉ số thống kê vệ sinh dịch tễ như:

- Mức sinh sản - Tỷ lệ tử vong - Tỷ lệ tử vong ở trẻ sơ sinh - Tỷ lệ bệnh tật - Mức độ phát triển thể chất của con người - Tuổi thọ trung bình

Có nhiều yếu tố gây ảnh hưởng lên sức khoẻ người dân như các yếu tố sinh học, thiên nhiên và xã hội. Sức khoẻ người dân phụ thuộc rất nhiều vào môi trường xã hội và chế độ

34

sống sinh hoạt của người dân, vào các điều kiện của cuộc sống, sự phát triển của y tế và của tình trạng môi trường.

Trong một thời gian dài các thông tin về ảnh hưởng của môi trường lên tình trạng sức khoẻ người dân không được công bô. Chỉ sau khi có Hội nghị thượng đỉnh về môi trường tại Brazil năm 1992 người ta mới quan tâm nhiều hơn tới ảnh hưởng của môi trường lên tình trạng sức khoẻ của dân. Một khái niệm được các chuyên gia đưa ra ở đây là vùng có môi trường sống không thuận lợi. Ví dụ tại Liên xô cũ các chuyên gia đã xác định có từ 50 – 70 triệu người sống trong vùng có môi trường không thuận lợi. Người ta đưa ra 4 mức theo thứ tự tăng dần đối với những vùng có môi trường không thuận lợi :

- Vùng có tình trạng môi trường ở mức báo động - Vùng có tình trạng môi trường ở mức báo động cao - Vùng có tình trạng môi trường ở mức báo động khẩn cấp - Vùng có tình trạng thiên tai nặng nề - Mối quan hệ giữa sức khoẻ người dân và tình trạng môi trường

Trước đi vào vấn đề điểm lại các nguồn thông tin có thể, ta cần lưu ý tới tầm quan

trọng của bài toán thiết lập mối quan hệ giữa tình trạng sức khoẻ người dân với ô nhiễm môi trường. Việc thiết lập mối liên hệ như vậy là một bài toán phức tạp không có câu trả lời thống nhất. Bởi vì như đã biết có nhiều yếu tố ảnh hưởng tới sức khoẻ người dân như yếu tố môi trường, kinh tế, xã hội. Thêm vào đó không chỉ tình trạng sức khoẻ chung của dân chúng, trên thực tế có thể sự lan truyền một bệnh dịch nào đó là kết quả của cùng một lúc nhiều yếu tố khác nhau (mà không chỉ là do môi trường). Do vậy xác định mối liên hệ nhân quả của sự liên hệ giữa một yếu tố xác định và sự gia tăng tần suất của một loại bệnh nào đó hay một nhóm bệnh nào đó là một vấn đề phức tạp. Trong trường hợp diễn ra đồng thời (ví dụ như ngộ độc) thì mối liên hệ như vậy là hiển nhiên. Bài toán phức tạp hơn liên quan tới bệnh nghề nghiệp do gắn với một loại hình sản xuất xác định và diễn ra trong một thời gian dài.

Trong những vùng có tình trạng môi trường phức tạp, ví dụ tại các khu công nghiệp, loại bệnh liên quan tới sự ảnh hưởng không thuận lợi của các yếu tố bên ngoài có thể chiếm một tỷ lệ áp đảo. Không hiếm khi các bác sĩ lâm sàng có thể đoán ngay ra bệnh của bệnh nhân khi biết họ tới từ những vùng có tình trạng môi trường không thuận lợi. Tuy nhiên để chứng minh rằng có mối liên hệ nhân quả của mối liên hệ giữa đại đa số loại bệnh với tác động của một chất độc hại nào đó thì ngay cả y học hiện đại cũng không thể làm được.


1. Thông tin môi trường là gì và vai trò của nó trong việc thông qua các quyết định về môi trường.

2. Trình bày cách sản sinh ra thông tin môi trường cũng như sự phân loại thông tin môi trường.

3. Nêu rõ dữ liệu môi trường được đo đạc và thu thập ở những cơ quan nào xét trên ví dụ thành phố Hồ Chí Minh.

4. Trình bày những nội dung của thông tin môi trường đối với từng cơ sở sản xuất.

5. Trình bày những thông tin môi trường chứa đựng trong các báo cáo thống kê của các cơ sở sản xuất.

35

6. Vì sao phải xem xét vấn đề sức khỏe của người dân khi xem xét chất lượng môi trường. Trình bày một số cơ sở lý luận.

7. Đề tài liểu luận: Xây dựng hệ thống thông tin môi trường cung cấp thông tin cho nhiều đối tượng quan tâm. Gợi ý: xây dựng cơ sở dữ liệu về các cơ quan, tổ chức làm việc trong lĩnh vực môi trường; xây dựng cơ sở dữ liệu quan trắc môi trường nước, không khí phản ánh chất lượng môi trường trên địa bàn quan tâm.


1. Tiềm lực và vai trò Khoa học - Công nghệ Việt Nam, Tập 1, Vùng kinh tế trọng điểm phía Nam. Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam. Nhà xuất bản thống kê, 2003.

2. 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.

3. Đặng Mộng Lân, 2001. Các công cụ quản lý môi trường. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, 199 trang.

4. Lưu Đức Hải, 2001. Cơ sở khoa học môi trường. Nhà xuất bản đại học quốc gia Hà nội, 2001, 232 trang.


6. Socolov V.E., 1992. Thông tin môi trường. Nhà xuất bản Khí tượng – Thủy văn Sankt – Peterburg, 1992. (tiếng Nga).

7. Guseva T.V. và các đồng tác giả, 1998. Thông tin môi trường và các nguyên lý làm việc với chúng. Nhà xuất bản Ecoline, Moscow. 205 trang (tiếng Nga).

36

CHƯƠNG 3 CÁC GIAI ĐOẠN LÀM VIỆC VỚI THÔNG TIN MÔI TRƯỜNG

Trong các chương trước chúng ta đã xem xét các nguồn thông tin chủ yếu, một số

phương pháp nhận được nó và làm việc với nó. Mặc dù có sự đa dạng của tình huống, cũng như có rất nhiều phương pháp nhận được thông tin nhưng tồn tại một số qui luật, nguyên lý chung được áp dụng để làm việc với thông tin môi trường trong đại đa số trường hợp. Các qui luật này là nội dung được xem xét trong chương này. Ngoài ra nhiệm vụ ở đây là xem xét quá trình làm việc với thông tin một cách thống nhất. Trong chương này đề xuất sơ đồ tổng quát của dòng thông tin. Sơ đồ này phản ánh các giai đoạn chính cũng như phản ánh sự phụ thuộc của chúng. /Hình 3.1/.

Trong chương này sử dụng khái niệm dự án thông tin. Cụm từ này chỉ một công việc có mục đích rõ ràng liên quan tới thông tin được thực hiện “từ đầu tới cuối” - từ khi xác định mục tiêu và bắt đầu thu thập thông tin cho tới khi ứng dụng các kết quả của công việc này. Cụm từ mà chúng ta gọi là dự án thông tin trong thực tế cơ quan, tổ chức có thể là một nhánh của dự án lớn liên quan tới thông tin hoặc cũng có thể là một hướng độc lập của tổ chức.

Đây có thể là công việc được tổ chức để nghiên cứu một bài toán xác định ví dụ như tác động lên môi trường của một nhà máy cụ thể. Kết quả của nghiên cứu này được sử dụng cho những người có thẩm quyền thông qua quyết định. Kết quả của sản phẩm này là phần mềm máy tính trợ giúp tính toán. Cũng có thể là công việc xây dựng các nguồn thông tin cho sự truy cập mở - thư viện hay cơ sở dữ liệu chuyên đề trên Internet.

Chúng ta lưu ý hai vấn đề sau đây. Thứ nhất không nên suy nghĩ rằng những nguyên lý và phương pháp tiếp cận được mô tả ở đây là phức tạp và khó thực hiện trên thực tế. Tuy nhiên trên thực tế các nguyên lý và phương pháp tiếp cận này đã được nhiều cơ quan tổ chức sử dụng. Thứ hai là một số lời khuyên ở đây cần được xem xét một cách mềm dẻo chứ không nên xem xét một cách cứng nhắc.

37

Hình 3.1.Các giai đoạn chính của dự án thông tin. Đường kẻ chấm chỉ rõ một số giai đoạn

của dự án có thể quay lại trong quá trình làm việc.

3.1 Xác định mục đích và nội dung công việc

Trước khi tiến hành công việc cần thiết phải đặt ra mục tiêu của công việc này. Kinh nghiệm cho thấy trong một dự án công nghệ thông tin được tổ chức tốt thì trong mục tiêu hầu như đã xác định tất cả những gì cần: từ các hướng tìm kiếm, nguồn thông tin và các phương pháp nhận được nó, đến dạng biểu diễn nó và các phương pháp phân phát thông tin. Bản thân mục tiêu của dự án công nghệ thông tin luôn năm ở chỗ tìm kiếm và (hay) phổ biến thông tin cần thiết cho việc thực hiện các hành động cụ thể, thay đổi hành vi của con người, thông qua quyết định.

Nói tới thông qua quyết định chúng ta không chỉ hiểu là các quyết định được thông qua bởi những người lãnh đạo cao cấp mà còn cả những quyết định khác có phạm vi tác động nhỏ hơn (trong một nhóm ít người hơn chẳng hạn).

Thập chí ngay cả khi mục tiêu công việc không được phát biểu ở dạng tường minh thì một số ý tưởng ở dạng này hay dạng khác đều xuất hiện. Tuy nhiên, điều quan trọng là cần

38

phải phát biểu mục tiêu này một cách rõ ràng và sau đó cần phải so sánh với các biện pháp được tiến hành nhằm thực hiện mục tiêu này tại mọi giai đoạn của công nghệ thông tin. Điều quan trọng cần phải hiểu là bạn đang thu thập (chuẩn bị, phân phát) không phải “thông tin về …” mà bạn đang thu thập “thông tin cần thiết cho ….” (công việc với lãnh đạo xí nghiệp, báo cáo với các cơ quan có thẩm quyền, thông qua quyết định… Với mục tiêu được đặt ra một cách rõ ràng sẽ cho phép sử dụng các nguồn lực hạn chế đủ cho những nỗ lực của bạn.

Giả sử rằng cần thiết phải tiến hành một dự án công nghệ thông tin trong khuôn khổ cho một tổ chức xã hội với mục tiêu làm giảm thiểu tác động lên môi trường của xí nghiệp ô nhiễm. Mục tiêu của công trình này là chuẩn bị thông tin cần thiết cho các hoạt động làm giảm tác động lên môi trường và có mục tiêu đánh thức ý thức của một nhóm người có liên quan tới vấn đề này (dân chúng, lãnh đạo xí nghiệp, chính quyền). Có thể xác định mục tiêu chính xác hơn nếu dự án đưa ra xem xét phương pháp tác động cụ thể ví dụ như đối thoại với lãnh đạo xí nghiệp, phản ánh với các cấp lãnh đạo có thẩm quyền,… Khi đó mục tiêu của dự án cụ thể hơn khi chuyên về thông tin cho các hành động cụ thể này. Ví dụ như phụ thuộc vào phương pháp tác động cần tới những tri thức về đặc điểm của chu trình sản xuất hay cần những thời điểm vi phạm qui phạm gây ảnh hưởng không tốt lên môi trường xung quanh.

Ta lấy ví dụ để minh họa. Giả sử ta cần thực hiện dự án xây dựng nguồn thông tin truy cập trực tiếp : xây dựng CSDL tra cứu các trung tâm thông tin môi trường cho các tổ chức xã hội. Giả thiết rằng không phải người tổ chức và thực hiện dự án này sẽ ứng dụng công nghệ này mà người sử dụng mới là người ứng dụng. Khi đó mục tiêu của dự án là cung cấp cho các tổ chức xã hội thông tin cần thiết cho sự tìm kiếm nhanh chóng bằng cách truy cập tới các trang Web này.

Trong một số trường hợp khi xuất hiện dự án phức tạp thường ta không rõ các hành động cụ thể hay con đường giải quyết nó. Mục tiêu của dự án trong trường hợp này có thể là phân tích tình hình và xác định các khả năng có thể giải quyết vấn đề. Điều quan trọng cần hiểu ở đây là: đây chỉ là mục tiêu trung gian, và cần thiết một công việc tiền dự án cho dự án CNTT.

3.2 Thu thập thông tin

Sau khi đã xác định được mục tiêu thì có thể chuyển qua giai đoạn thu thập thông tin. Đây là một quá trình đặc biệt và có một sự “tự do” lớn cho quá trình sáng tạo. Công đoạn này có thể bao gồm việc tập hợp các thông tin đã có sẵn hoặc xây dựng thông tin bổ sung mới. Ở đây cần lưu ý một số thách thức xác định. Như chúng ta đã biết nguồn tài liệu về môi trường rất phong phú. Đó là các cuốn sách, các bài báo, CSDL điện tử. Việc định hướng trong sự đa dạng này không hề đơn giản ngay cả đối với các nhà chuyên nghiệp. Bên cạnh đó có thể xảy ra trường hợp khi cùng một vấn đề nhưng có nhiều tổ chức khác nhau cùng làm. Việc bơi trong bể thông tin, các con số, sự kiện sẽ chiếm rất nhiều thời gian của người nghiên cứu. Trong trường hợp này cần một sự định hướng xác định. Định hướng quan trọng nhất ở đây (có thể coi là ngọn đèn hải đăng) cho chuyển động chính là mục tiêu của công trình của bạn.

Mục tiêu có thể giúp chúng ta xác định một số tham số cơ bản của thông tin cần thiết: phạm vi các vấn đề mà ta cần phải tìm câu trả lời (“độ rộng” của thông tin cần thiết) và mức độ chi tiết, chiều sâu của sự phân tích những vấn đề này.

Xuất phát từ nhận thức về thông tin cần thiết cần phải giải quyết xem bằng phương pháp nào và từ các nguồn nào có thể nhận được thông tin như vậy. Tồn tại nhiều cách nhận được thông tin ví dụ như:

- Làm việc với tài liệu tham khảo và xây dựng thu hoạch;

39

- Làm phiếu thăm dò đối với các tổ chức nắm các thông tin ấy (các cơ quan nhà nước, các tổ chức xã hội, nhà máy, xí nghiệp);

- Tới làm việc với các chuyên gia, hay những trung tâm tư vấn; - Tìm kiếm thông tin trên Internet; - Tự quan sát hay đo đạc.

Hình 3.2. Các phương pháp nhận nguồn thông tin

Công việc lựa chọn con đường và phương pháp nhận được thông tin và nguồn gốc của

thông tin phụ thuộc vào tình huống cụ thể. Trong đại đa số các trường hợp ta nên kết hợp các phương pháp khác nhau.

Kế hoạch hóa việc tìm kiếm thông tin, cần tuân thủ nguyên lý sau: dạng nguồn cần phù hợp với đặc điểm của thông tin cần tìm. Ví dụ các giá trị nồng độ giới hạn cho phép các chất có hại cần tìm trong Tiêu chuẩn Việt Nam do Tổng cục đo lường phát hành hay trong các cuốn sổ tay tương ứng. Công bố trên báo chí không thể coi là nguồn tin cậy. Thông tin về tính chất các chất độc hại có thể tìm trong sách giáo khoa hay các cuốn sổ tay. Nguồn tài liệu đáng tin cậy về ô nhiễm môi trường có thể tìm trong các phiếu đo, các công bố của các tổ chức thực hiện quan trắc, các báo cáo ở các mức độ khác nhau do các cơ quan nhà nước có thẩm quyền công bố. Thêm vào đó không nên tìm kiếm trong các báo cáo ở mức quốc gia (vì đây đã là những thông tin thứ cấp, đã qua xử lý).

Trong nhiều trường hợp trong thực tế “tính pháp lý” của nguồn thông tin rất quan trọng. Nếu yêu cầu được đặt ra là phải thông qua một quyết định này đó dựa trên kết quả các thông tin thu thập được thì cần thiết phải tuân thủ một số yêu cầu bắt buộc đối với nguồn thông tin và các thủ tục để nhận được nó.

Lưu ý rằng sau khi giải quyết mọi vấn đề được nêu ra ở trên và bắt đầu làm việc với các nguồn thông tin cụ thể cần lưu ý rằng trong số các tài liệu thu thập được không phải tài liệu nào cũng đảm bảo chất lượng và nếu sử dụng tài liệu chất lượng thấp có thể dẫn tới sự hiểu sai về vấn đề. Trong một số trường hợp, ta có thể gặp phải các vấn đề do tác giả nào đó hiểu sai vấn đề nên đã làm méo mó số liệu. Chính vì vậy đánh giá số liệu là một việc làm cần thiết trước khi sử dụng nó.

Để kết thúc mục này xin có một lời khuyên rằng nếu bạn bắt đầu công việc tìm kiếm thông tin trong một lĩnh vực bạn không biết rõ lắm thì sự giúp đỡ của chuyên gia trong việc lựa chọn thông tin là rất cần thiết.

3.3 Đánh giá nguồn thông tin

3.3.1 Tính xác thực và đầy đủ

Trước tiên lưu ý rằng trong số các đặc trưng của nguồn thông tin (rất quan trọng để đánh giá thông tin) cần thiết phải nhắc tới tính xác thực và đầy đủ. Tính xác thực được hiểu là thông tin chứa trong nguồn phải tương ứng với thực tế, phải đúng và trung thực.

40

Tuy nhiên cần phải hiểu rằng một nguồn có thể chứa nhiều thông tin có bản chất khác nhau – có thể là các yếu tố quan sát được, các kết luận và tổng quát hóa dựa trên cơ sở các yếu tố, các giả thiết được đưa ra để giải thích các yếu tố này, các lý thuyết từ các ngành khoa học khác đã được công nhận. Vì vậy trong một nguồn thông tin bên cạnh các yếu tố xác thực có thể có những kết luận không đúng. Trong một số trường hợp khác, dựa trên cơ sở cùng một bộ các yếu tố có thể đưa ra những kết luận khác nhau.

Tính đầy đủ có nghĩa là nguồn thông tin phải phản ánh những khía cạnh quan trọng của vấn đề, những yếu tố có giá trị. Thêm vào đó yêu cầu đầy đủ đối với nguồn thông tin được xác định bởi mục tiêu chuẩn bị nguồn thông tin, và định nghĩa “quan trọng” có nghĩa là “quan trọng từ khía cạnh mục tiêu được đặt ra”. Ví dụ bài báo khoa học có mục tiêu là phân tích tác động của chất có hại lên thực vật có thể không chứa bất cứ thông tin nào về tác hại của nó lên động vật. Trong khí đó trong các tài liệu mang tính điểm tin khoa học liên quan tới chất độc hại này không thể thiếu phần ảnh hưởng của nó lên động vật. Chính vì vậy, làm việc với nguồn thông tin thì điều quan trọng là phải hình dung được với mục tiêu nào nguồn thông tin này được xât dựng và nhiệm vụ này được đặt ra cho các tác giả. Trường hợp lý tưởng nhất là trường hợp nguồn thông tin có mục tiên trùng với mục tiêu nghiên cứu của bạn.

Trong thực tế có các nguồn thông tin thuộc dạng không đầy đủ, Nếu tài liệu như vậy là nguồn tư liệu duy nhất thì trên cơ sở nó có thể hình thành biểu biết sai lệch về vấn đề.

Trong nhiều trường hợp nguồn thông tin thỏa yêu cầu của tính đầy đủ xét từ quan điểm mục tiêu được đặt ra không thể tìm được. Trong trường hợp này những thông tin cần thiết cần phải được thu thập từ một số nguồn khác.

Thường thì tính đầy đủ và tính xác thực của nguồn thông tin không thể đánh giá từ bên trong mà không lưu ý tới các nguồn khác cũng như không lưu ý tới ý kiến chuyên gia khi bạn thu thập thông tin cũng như đánh giá thông tin.

3.3.2 Tài liệu tham khảo và luận chứng. Văn hóa làm việc với thông tin

Thông tin không tự nhiên xuất hiện, nó hoặc được lấy từ một nguồn khác hoặc do chính tác giả và các đồng nghiệp của anh ta tạo ra. Thông tin có thể tự được tạo ra ví dụ như bằng cách tổng quát các dữ liệu đo đạc hay bằng con đường tính toán hay hay kết luận dựa trên một số thông tin ban đầu. Thêm vào đó, thường thì thông tin mới được tạo ra dựa trên việc sử dụng các phương pháp xác định. Thông tin về quá trình thu thập quan trọng để hiểu đúng và đánh giá hiệu quả của thông tin. Sự hiện diện của các thông tin như vậy trong nguồn thông tin cho phép đánh giá độ chính xác và tính đầy đủ của thông tin.

Đối với các công bố khoa học sự hiện diện của các trích dẫn các nguồn tài liệu được sử dụng là bắt buộc. Trong các tài liệu khác ví dụ như trong các phương tiện thông tin đại chúng thì không cần thiết phải dẫn ra tài liệu tham khảo. Tuy nhiên nếu trong bài báo đăng trong báo chí có hiện diện thông tin về tài liệu tham khảo thì sẽ làm tăng sự giá trị của bài báo. Ví dụ khi đăng một yếu tố xác định “nồng độ của BOD trong nước vượt quá tiêu chuẩn cho phép” có thể chỉ ra nguồn gốc thông tin như theo kết luận của đề tài nghiên cứu khoa học hay theo nghiên cứu của giáo sư nào đó. Điều này cho phép người quan tâm có thể tìm được những thông tin tiếp theo.

Nếu trong quá trình trình bày tác giả chuyển từ những giả thiết ban đầu qua một số kết luận nào đó thì điều quan trọng là tính toàn vẹn của kết luận logic và tính đầy đủ trong luận chứng. Ví dụ như khi chuyển từ việc mô tả một công nghệ nào đó sang câu kết luận về độ an

41

toàn môi trường sinh thái của nó không thể coi là có cơ sở nếu không xem xét tác động của nó lên môi trường và lên sức khoẻ con người.

Sự hiện diện của các trích dẫn và luận chứng là dâu hiệu của văn hóa trong làm việc với thông tin.

3.3.3 Một số tiêu chí khác đánh giá nguồn thông tin

Chúng ta dẫn ra thêm một số tiêu chí có thể được sử dụng để đánh giá nguồn thông thông. Các tiêu chí này mang ý nghĩa gián tiếp; sự tương thích hay không tương thích bản thân nó không đảm bảo phạm vi ứng dụng hay không ứng dụng nguồn thông tin.

Nguồn thông tin có thể cũ đi do sự bổ sung các tri thức mới. Không chỉ hiểu biết khoa học mà đặc trưng của trạng thái môi trường, tiêu chuẩn cho phép, qui phạm pháp luật cũng có thể thay đổi … Vì vậy tính hiện đại của nguồn thông tin có thể có mối liên hệ trực tiếp đối với khả năng ứng dụng của nó.

Hình 3.3. Sơ đồ đánh giá nguồn thông tin

Khi đánh giá thông tin nên chú ý tới xem ai là tác giả và do nhà xuất bản nào ấn

hành. Có thể tác giả được thừa nhận là chuyên gia lớn trong lĩnh vực đã cho. Có thể nhà xuất bản nắm được rất nhiều thông tin trong lĩnh vực được xuất bản. Mặt khác thật là hiếm thấy khi giáo viên trường Trung học phổ thông lại xuất bản cuốn sách về Độc tố trong môi trường. Vì thường tài liệu như vậy là kết quả làm việc của tập thể các tác giả từ các trường đại học tổng hợp. Tất nhiên uy tính khoa học của bản thân tác giả hay của nhà xuất bản không phải là các yếu tố duy nhất cần lưu ý. Có thể là một công ty lớn, đa quốc gia nào đó làm trong lĩnh vực môi trường có thể xuất bản các cuốn sách chuyên khảo trong lĩnh vực của mình.

Trong quá trình làm việc với thông tin (các yếu tố, kết luận, luận chứng) nếu có gặp những đánh giá rất gay gắt và cảm tính thì cũng không nên kết luận rằng không thể ứng dụng chúng được vào thực tế. Tuy nhiên, điều này nói lên rằng tài liệu này được chuẩn bị bởi một phía tham gia vào một cuộc tranh chấp hay một vấn đề nóng bỏng và thông tin cần được kiểm tra với việc sử dụng các nguồn thông tin khác.

Trong thực tế thường gặp phải các tài liệu chỉ chứa đựng những kết luận hay đánh giá, không hiếm khi ở dạng bức xúc mà không có bất kỳ sự luận chứng nào hay sự trích dẫn tới một tài liệu nào. Có thể hiểu được lý do tồn tại của các loại tài liệu như vậy. Do sự hạn chế của khối lượng đăng nên các tác giả không thể đăng đầy đủ các nội dung đã được thực hiện hoặc sự trình bày nội dung sẽ gặp nhiều khó khăn khi đối tượng nghe không có sự hiểu biết nhiều về lĩnh vực được nghe. Những kết luận mang tính cảm tính có thể hiểu như là mục tiêu của các tác giả muốn tuyên truyền cho mục tiêu xác định. Đối với những tài liệu như vậy có thể đưa ra một số kết luận sau đây: không thể dùng nó như là một tài liệu trích dẫn. Tuy nhiên có thể dùng nó để tham khảo, đặc biệt cần khai thác các nguồn thông tin được chỉ ra trong đề tài đó.

42

Trong một tài liệu lớn nếu không sử dụng được đầy đủ các đề mục của nó, bạn vẫn có thể sử dụng một phần của nó.

3.3.4 Nguyên lý dư thừa và nguyên lý đầy đủ một cách hợp lý

Cùng với việc xem xét các vấn đề liên quan tới chất lượng thông tin ta dẫn ra qui tắc sau đây đúng với một nghiên cứu bất kỳ khi làm việc với thông tin nói chung. Nếu bạn chỉ sử dụng một phương pháp, một nguồn để nhận được thông tin thì thông tin mà bạn nhận được có thể là một chiều, không đầy đủ hay có thể là không xác thực. Trong mọi trường hợp bạn sẽ rơi vào sự phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn, không có khả năng kiểm tra tính đầy đủ và xác thực.

Luận điểm này đúng không chỉ khi làm việc với dự án thông tin theo một dạng nghiên cứu nào đó mà còn đúng khi xây dựng các nguồn thông tin. Ví dụ khi xây dựng CSDL về các Trung tâm thông tin môi trường, nếu bạn gặp một thông tin nào đó về một đơn vị trước đây bạn chưa từng nghe tời thì lời khuyên dành cho bạn là phải nhanh chóng kiểm tra và điều chính theo các nguồn thông tin khác hay phải liên hệ trực tiếp với trung tâm như vậy.

Một nhà nghiên cứu tự nhiên bất kỳ đều biết rằng để nhận được thông tin khách quan và tin cậy đòi hỏi phải tiến hành thí nghiệm độc lập hay ứng dụng các phương pháp độc lập. Mặc dù việc đánh giá khách quan thông tin là cần thiết nhưng trên thực tế nhiều khi không thể lặp lại thí nghiệm và rất khó có thể nhận được thông tin một cách đầy đủ. Tuy nhiên, lưu ý rằng trong một số trường hợp việc kiểm tra với sự trợ giúp của các phương pháp độc lập đặc biệt quan trọng. Điều này trong trường hợp riêng khi bạn:

- Có những thông tin mà bạn rất khó kết hợp vào trong một bức tranh chung hay bạn có những yếu tố mâu thuẫn với nhau;

- Bạn làm việc trong một lĩnh vực mới đối với bạn; - Bạn làm việc trong tình huống có xung đột nặng nề.

Việc kiểm tra đặc biệt cần thiết khi bạn nhận được các kết quả “bất ngờ” – khi từ những thông tin này dẫn tới những hậu quả cho thực tế cũng như về mặt pháp lý.

Sự cần thiết phải sử dụng một số nguồn thông tin khi nhận được cùng một thông tin có thể xem như là sự thể hiện “nguyên lý dư thừa”. Sự thể hiện của nguyên lý này có thể mô tả ngắn gọn như sau: cần phải biết nhiều hơn những gì bạn dự định nói.

Tất nhiên ở đây vấn đề không phải là bạn chỉ cần giải thích vừa đủ cho đối tượng mà bạn cần trình bày. Ý nghĩa của câu nói trên là ở chỗ thông tin cần được thu thập và phân tích với một sự dự trữ nào đó vượt quá khối lượng mà bạn cần thông báo cho người nghe hay cần trả lời cho những câu hỏi cụ thể mà bạn quan tâm. Phương pháp tiếp cận như vậy sẽ cho phép bạn luôn ở trạng thái sẵn sàng đối với những bước ngoặc của cuộc thảo luận, một cách bình tĩnh và tự tin trả lời những câu hỏi của nguời nghe và những người phản biện. Mức độ của sự vượt mức như vậy xác định bởi tình huống cụ thể. Trong nhiều trường hợp rất cần phải đẩy sự hiểu biết vấn đề đi xa hơn tới sự hiểu biết bức tranh tổng thể chứ không dừng lại ở việc trả lời các câu hỏi có sẵn trong tài liệu. Đây là cơ sở tốt cho việc trả lời nhiều câu hỏi mà rất khó thấy trước hoặc không thể thấy trước.

Trong tình huống thực tế, sự nỗ lực của bạn trong việc thu thập thông tin cần được giới hạn theo “chiều rộng” - từ quan điểm phạm vi các nguồn tài liệu hay phương pháp và “theo chiều sâu” - từ quan điểm mức độ chi tiết, độ sâu của quá trình xử lý bài toán. Nếu không có sự giới hạn này thì quá trình tìm kiếm thông tin của bạn sẽ kéo dài vô tận. Ở đây cần tuân thủ nguyên lý vừa đủ hợp lý - đủ cho mục tiêu được đặt ra. Thành công của toàn bộ giai đoạn thông tin phụ thuộc rất nhiều vào khả năng tìm kiếm sự cân bằng giữa các nguyên lý dư thừa và nguyên lý vừa đủ hợp lý.

43

Để minh họa cho các phương pháp tiếp cận ở trên chúng ta cùng xem xét một số ví dụ xảy ra trong thực tế.

Các giáo viên trường M quan tâm tới thông tin về mức độ ô nhiễm không khí trong vùng nơi họ đang sống. Mục tiêu của họ là lựa chọn vị trí để tiến hành giờ thể dục cho học sinh. Để giải quyết bài toán này có thể nghiên cứu chi tiết dãy số liệu được lưu trữ tại các cơ quan bảo vệ môi trường cũng như có thể tiến hành tự đo đạc. Tuy nhiên các thầy cô giáo quyết định thực hiện các bước sau đây:

- Tìm tài liệu liên quan tới vấn đề ô nhiễm không khí tại các thành phố lớn (các tài liệu này có trong các thư viện chuyên về môi trường);

- Khảo sát thực địa bằng cách đi tới tận nơi để nhìn tận mắt sân bãi, từ đó đưa ra đánh giá;

- Quan sát mật độ các dòng giao thông vào những giờ học thể dục; - Tới Trung tâm khí tượng thủy văn hay Chi cục môi trường của thành phố để xin giấy

chứng nhận về tình trạng ô nhiễm không khí tại khu vực này của thành phố. Ví dụ trên có thể là quá đơn giản. Tuy nhiên nó minh họa qui tắc đầy đủ hợp lý. Nó

chứa tất cả các dấu hiệu tìm kiếm thông tin môi trường một cách có chủ ý. Nó cũng chỉ ra các con đường nhận được thông tin từ các nguồn khác nhau cần thiết để đạt được mục tiêu được đặt ra. Lưu ý rằng ở đây để nhận được thông tin đã sử dụng phương pháp tìm tới các tổ chức thu thập thông tin và quản lí thông tin – đầu tiên là các tổ chức xã hội có thư viện, sau đó là tới Trung tâm khí tượng thủy văn, Chi cục môi trường. Tại những cơ sở này họ sẽ nhận được các thông tin mang tính pháp lý hay nhận được tư vấn của những người có trách nhiệm.

3.4 Xử lý và hệ thống hóa

Giai đoạn tiếp theo của dự án thông tin là xử lý và hệ thống hóa các thông tin thu thập được. Một số dạng thông tin đòi hỏi phải xử lý đặc biệt. Ví dụ như phải xử lý thống kê. Sau giai đoạn xử lý thống kê là giai đoạn diễn giải chúng. Kết quả của sự diễn giải thông tin là phải ra một kết luận nào đó. Lưu ý rằng các phương pháp được ứng dụng để xử lý thông tin có thể đòi hỏi một số yêu cầu nhất định đối với giai đoạn thu thập thông tin. Ví dụ như để xử lý thống kê cần thiết một khối lượng nhất định dữ liệu theo thời gian. Việc xử lý thông tin cũng có thể tìm ra những sai sót trong giai đoạn thu thập thông tin.

Nội dung của giai đoạn này áp dụng chung cho mọi dạng thông tin là sự phân loại kỹ lưỡng thông tin. Phân loại hay hệ thống hóa kết quả là một mắt xích quan trọng của giai đoạn. Hệ thống hóa kết quả là một phần tử quan trọng của công việc thông tin. Nó đề xuất tổ chức thông tin ở dạng tiện lợi cho công việc của bạn, tiện lợi cho việc sử dụng tiếp theo. Đây có thể là CSDL máy tính, hệ thống hóa tài liệu hay là một bảng chứa đựng kết quả nghiên cứu riêng của bạn. Chính trong giai đoạn này bạn cần chuyển những số liệu đo đạc được từ ngoài hiện trường thành các bảng số liệu trên giấy hay trên máy tính. Kết quả của giai đoạn này là thông tin phải được tổ chức sao cho có thể làm việc với nó trong một thời gian dài.

Rất nhiều cá nhân và tổ chức đã bỏ qua giai đoạn này, trong một số trường hợp có thể là do sự chưa hiểu biết tầm quan trọng của công việc này. Trong cuộc sống hàng ngày hiện nay rất khó tìm được thời gian cho công việc chân tay và họ sẵn sàng chờ tới ngày hôm sau … Kết quả là sau đó họ cần phải bỏ ra rất nhiều công sức để hệ thống lại và đưa chúng về chuẩn chung (lưu ý rằng những thông tin này rất phức tạp). Ý nghĩa của những ghi chú trong cuốn sổ tay của bạn rất có ích cho bạn vào ngày hôm sau nhưng rất có thể sẽ biến mất khỏi đầu sau đó một tháng. Điều đáng tiếc rằng ở một giai đoạn xác định nào đó mọi nỗ lực của bạn sẽ trở nên muộn màng: khi hệ thống hóa lại số liệu có thể phát hiện ra lỗi khi thu thập thông tin mà

44

việc sửa chữa nó ở giai đoạn muộn hơn là rất khó. Vì vậy cần phải tiến hành hệ thống hóa bắt đầu son song với việc thu thập số liệu.

Việc phân loại thông tin có hiệu quả đặc biệt quan trọng trong trường hợp xây dựng nguồn thông tin mở (phục vụ cho mọi tầng lớp nhân dân trong xã hội). Một sự phân loại khoa học đối tượng được nghiên cứu khi xây dựng thư viện, sơ đồ mô tả các hướng hoạt động trên CSDL theo các hướng sẽ trợ giúp đắc lực cho việc tìm kiếm thông tin. Hơn thế nữa các sơ đồ tương tự như vậy cần thiết để xây dựng các nguồn tài nguyên CSDL số để lưu trữ, hiệu chỉnh và cập nhật. Ví dụ như sơ đồ mô tả các hướng hoạt động của tổ chức được hình thành trước giai đoạn thu thập thông tin sẽ làm bớt đi sự phức tạp của quá trình hình thành nguôồ thông tin và tạo thuận lợi trong việc xây dựng các phiếu thăm dò khi thu thập thông tin … Lưu ý rằng việc thiết kế sự phân loại thông tin một cách chất lượng đôi khi là một bài toán phức tạp và khó khăn. Chính vì vậy trước khi bắt tay vào xây dựng một hệ riêng nên nghiên cứu sự phân loại đã có từ trước trong lĩnh vực này để có thể sử dụng một trong số chúng. Điều này giúp bạn tiết kiệm thời gian và sức lực cũng như giúp bạn thuận lợi trong việc trao đổi thông tin với những ai ứng dụng sự phân loại này.

3.5 Diễn giải

3.5.1 Ý nghĩa của diễn giải thông tin

Như vậy sau khi các số liệu cần thiết đã được thu thập xong, kết quả đo đạc đã được đưa vào bảng. Tài liệu tham khảo, các bản photo bài báo đã được thu thập xong. Đó cũng là lúc giai đoạn tiếp theo bắt đầu – đó là giai đoạn diễn giải các thông tin thu thập được. Diễn giải số liệu là giai đoạn cuối của quá trình nghiên cứu thông tin. Tiếp theo cần phải ứng dụng thông tin nhận được vào công việc cụ thể - chuẩn bị tài liệu cụ thể, phân phối chúng, tổ chức các hoạt động cụ thể.

Plett, chuyên gia tình báo Mỹ có nhiều năm làm việc về thông tin đã bắt đầu một chương trong cuốn sách nổi tiếng của mình “Công tác thông tin trong tình báo chiến lược” bằng một tuyên bố mâu thuẫn “Số liệu không có ý nghĩa gì”. Sau đó Plett đã giải thích câu viết của mình như sau: “ Số liệu như nó có không chứa nhiều thông tin có ý nghĩa nếu không xem xét nó với những số liệu khác hay không chỉ ra những giá trị của nó”.

Làm rõ ý nghĩa, giá trị của thông tin thu thập được – các yếu tố, con số, tài liệu – đó chính là nhiệm vụ của giai đoạn diễn giải. Không có các việc làm này thông tin không thể là cơ sở cho việc thông qua quyết định hay tham gia vào các việc thực tế. Chính trong giai đoạn này các trích đoạn tưởng chừng như rất rời rạc phải kết nối được với nhau. Để thực hiện điều này cần thiết phải kết nối thông tin và trong quá trình này cần phải hiểu những thông tin nào còn thiếu.

Trong một số trường hợp nội dung của diễn giải thông tin có thể là công việc tổng quát hóa thông tin và thiết lập các qui luật trên cơ sở các thông tin thu thập được, làm rõ mối quan hệ nhân quả giữa các hiện tượng.

Có thể nói đây là giai đoạn khó khăn nhất trong mô tả nội dung. Đây chính là giai đoạn đòi hỏi sự làm việc căng thẳng nhất của trí tuệ, tận dụng kinh nghiệm và tri thức từ công việc trước đó. Ở đây rất khó có thể đưa ra một toa thuốc tổng quát nào, dưới đây sẽ đưa ra một số giải thích giai đoạn này thông qua một số ví dụ cụ thể.

Một tổ chức xã hội tiến hành đo đạc, đã phát hiện rằng nồng độ chất ô nhiễm trong nước tại bãi tắm của thành phố nằm phía dưới xí nghiệp theo dòng chảy gấp 5 lần tiêu chuẩn cho phép. Liệu sự kiện này đã đủ cơ sở để tiến hành các công việc tiếp theo chưa ? Rõ ràng là bất cứ một sự vượt quá tiêu chuẩn cho phép về chất lượng môi trường đều là cơ sở cho việc ra

45

thông báo về tình trạng không thuận lợi, yêu cầu phải tiến hành các biện pháp tiếp theo. Tuy nhiên, chúng ta cũng không rõ lắm là các cơ quan chính quyền có chịu lắng nghe tín hiệu mà ta thông báo hay không ? Từ quan điểm công việc thông tin bản thân con số trên vẫn chưa nói lên điều gì. Một trong những câu hỏi cần thiết phải làm sáng tỏ là nồng độ như vậy ảnh hưởng như thế nào lên sức khoẻ người dân. Bản thân giá trị biểu hiện trong nồng độ giới hạn cho phép chưa nói lên điều gì. Các chất độc hại có các cơ chế tác động khác nhau, nồng độ giới hạn cho phép được xây dựng từ các yếu tố tới hạn khác nhau. Không và không thể có được một độ đo thống nhất cho tất cả các chất này, thể hiện trong nồng độ được biểu diễn trong khái niệm nồng độ giới hạn cho phép cho sức khoẻ ví dụ như “ 5 lần nồng độ giới hạn cho phép – là nguy hiểm, 20 lần nồng độ giới hạn cho phép là cực kỳ nguy hiểm, 100 lần nồng độ giời hạn cho phép gây chết người”. Để thiết lập xem ở mức nào thì nguy hiểm cho sức khoẻ con người cần thiết phải tra cứu các tài liệu, sổ tay về độc tố, trong một số trường hợp cần phải tìm tới các bài báo khoa học. Một điều quan trọng nữa là cần phải chỉ ra xem ô nhiễm diễn ra do nhà máy cụ thể nào. Ngoài ra cần thu thập thông tin liên quan tới chu trình sản xuất của các xí nghiệp. Nắm được các thông tin này sẽ giúp ảnh hưởng của quá trình công nghệ lên bức tranh ô nhiễm. Cần lưu ý xem xét kỹ lưỡng xem ô nhiễm có thể do các nguồn khác gây ra. Phụ thuộc vào từng tình huống cụ thể có thể xem xét ảnh hưởng của các xí nghiệp lên hệ sinh thái, các tác động phụ … Phương pháp tiếp cận như vậy thuyết phục hơn nhiều đồng thời thể hiện sự mềm dẻo dựa trên cơ sở nắm chắc vấn đề.

Trong đa số trường hợp trong quá trình diễn giải đòi hỏi phải so sánh thông tin khác loại, ví dụ như thông tin khoa học (hóa, sinh, y tế, công nghệ), thông tin xã hội liên quan tới vấn đề được nghiên cứu, các tài liệu qui phạm và các báo cáo tổng kết của các xí nghiệp.

Quá trình diễn giải, mặc dù là quá trình trung tâm của giai đoạn thông tin, không hiếm khi buộc chúng ta phải quay về các giai đoạn thu thập và xử lý thông tin để bổ sung những phần còn thiếu trong bức tranh tổng thể. Ví dụ khi xử lý thông tin về chất lượng nước trong sông từ các nguồn tài liệu quốc gia bạn phát hiện rằng các tư liệu này là chưa đủ để trả lời các câu hỏi mà bạn quan tâm. Vì vây bạn cần thiết phải đứng ra tự tổ chức chương trình quan trắc riêng của mình.

Nếu đối tượng nghiên cứu là vấn đề ô nhiễm môi trường thì chương trình diễn giải cần thiết phải trả lời các câu hỏi sau:

- Nguyên nhân của các yếu tố được quan sát ? chúng có thể xác định theo các dấu hiệu gì ?

- Giá trị của tình huống này, ví dụ, từ quan điểm trạng thái hệ sinh thái (ta hiểu cụm từ tình huống ở đây là các yếu tố được quan sát, cũng như các nguyên nhân và các hệ quả của các nguyên nhân này)

- Các hệ quả có thể có của tình huống được quan sát, hướng phát triển của nó? Để có thể làm sáng tỏ ý nghĩa của các đại lượng nhận được, rất có lợi so sánh chúng

với những đại lượng tương tự cùng loại – giá trị nền của vùng, với các đại lượng được quan sát trong những tình huống tương tự (tại các thành phố, các vùng thiên nhiên lân cận … ). Cần thực hiện so sánh giữa kết quả thực tế với các kết quả mà bạn mong đợi và cố gắng giải thích sự khác nhau nếu có. Nên so sánh kết quả nhận được với các kết quả tương tự từ các năm trước. Điều này giúp bạn nhìn thấy xu hướng sự thay đổi tình huống, Cần lưu ý tới các yếu tố không có sự giải thích trong khuôn khổ bức tranh được xây dựng. Những yếu tố như vậy có thể chỉ ra các sai sót mắc phải khi đo đạc cũng như sự có mặt của những yếu tố chưa đánh giá đúng hay đánh giá chưa sát thực tế.

Bởi vì khái niệm thông tin môi trường rất rộng cho nên trong các trường hợp khác nhau, sơ đồ diễn giải cũng sẽ khác nhau. Ví dụ như đối tượng của công tác thông tin là văn bản pháp lý về môi trường thì việc diễn giải các văn bản pháp lý phải giúp trả lời được câu

46

hỏi từ các tiêu chuẩn pháp lý trong trường hợp cụ thể thì vai trò trách nhiệm của các bên tham gia sẽ ra sao ? Nếu không có giai đoạn diễn giải thì công tác thông tin trở nên vô nghĩa.

Cũng giống như quá trình hệ thống hóa, quá trình diễn giải nên bắt đầu song song với quá trình thu thập số liệu. Như đã lưu ý ở trên quá trình diễn giải có thể giúp làm sáng tổ sự chưa đầy đủ của những thông tin được thu thập, buộc phải quay lại các giai đoạn trước. Bên cạnh đó, giai đoạn diễn giải có thể đòi hỏi một số thông tin bổ sung hay một số các chi tiết khác chưa được phát hiện trong thời gian thu thập thông tin. Ví dụ như khi tiến hành đo ngoài thực địa, không chỉ là ghi lại các số liệu cần thiết mà cần phải ghi lại các điều kiện diễn ra giai đoạn đo và có thể cần thiết phải chụp hình. Các chi tiết như màu sắc và độ đục hay trạng thái của thảm thực vật có thể đóng vai trò quan trọng khi diễn giải dữ liệu. Trong mọi trường hợp diễn giải dữ liệu cần thiết phải gần với thời gian thu thập và nên được chính những người đi đo thực hiện. Trong trường hợp ngược lại rất có thể xảy ra những sai sót nghiêm trọng.

Ví dụ : trong báo cáo hàng năm của Sở tài nguyên và môi trường tỉnh N có lưu ý rằng hàm lượng sắt có trong nước sông C cao hơn so với tiêu chuẩn cho phép. Thêm vào đó trong một thời gian dài nguyên nhân dẫn tới tình trạng trên được gán cho nhà máy cơ điện. Tuy nhiên nên đi quan sát thực địa có thể thấy rằng khả năng gây nên hiện tượng trên do nhà máy cơ điện là rất hiềm: nhà máy nằm rất xa con sông. Hàm lượng sắt trở nên đột ngột cao là do ảnh hưởng từ việc sử dụng đất ở khu vực gần sông gây nên hàm lượng sắt cao trong nước sông.

3.5.2 Báo cáo tổng hợp thông tin

Như đã lưu ý, sự diễn giải là giai đoạn cuối cùng của quá trình nghiên cứu thông tin. Khi kết thúc giai đoạn này, rất có lợi nếu trình bày hay biểu diễn các kết quả dưới dạng báo cáo tổng hợp thông tin. Báo cáo như vậy giúp cho việc tổ chức các số liệu thu thập được và cố định các kết quả của các giai đoạn trước – và đây chính là mục tiêu nghiên cứu, các thông tin “nguyên thủy” được thu thập và trình bày trong một dạng rất hệ thống cùng với các kết luận nhận được trong giai đoạn diễn giải dữ liệu. Dựa trên báo cáo tổng hợp này bạn có thể làm việc với các nhóm mục tiêu khác nhau. Nếu trong quá trình làm việc bạn nhận được những thông tin riêng thì kết quả nghiên cứu của bạn cũng cần phải tìm thấy sự phản ánh trong báo cáo tổng hợp cuối cùng. Dạng cuối cùng của Báo cáo tổng hợp tất nhiên phụ thuộc vào đặc trưng và các mục tiêu công việc nghiên cứu thông tin của bạn. Tuy nhiên yêu cầu bắt buộc đối với báo cáo là mức độ chuyên nghiệp cao của công việc thực hiện nó. Trong quá trình này cần lưu ý rằng việc đưa vào một số thuật ngữ chuyên ngành không phải là dấu hiệu của tính chuyên nghiệp. Trong mọi trường hợp một tài liệu như vậy cần có phần tóm tắt dễ hiểu đối với những ngươờ không chuyên nghiệp.

Tất nhiên việc viết báo cáo như vậy là một công việc rất phức tạp đòi hỏi tham khảo các nguồn tài liệu nhất định. Do vậy việc viết các báo cáo tổng hợp dài theo từng chuyên đề khảo sát thông tin là rất khó. Tuy nhiên một số chủ đề cơ bản là cần thiết đối với các cơ sở, tổ chức trong giai đoạn phát triển của nó. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các ưu tiên trong hoạt động của các tổ chức đòi hỏi phương pháp tiếp cận nghiêm túc. Bản thân sự có mặt các báo cáo tổng hợp như vậy cũng làm nâng cao vị thế của tổ chức của bạn cũng như khi cần bạn có thể sử dụng các tài liệu này mà không cần phải hỏi tới các chuyên gia.

3.6 Biểu diễn và phổ biến thông tin

Giai đoạn biểu diễn thông tin – là giai đoạn chuẩn bị dựa trên các tài liệu cụ thể cho một đối tượng xác định và giai đoạn phổ biến thông tin là hai giai đoạn nối tiếp nhau. Ta

47

cùng xem xét nó với nhau, bởi vì các quyết định được thông qua ở hai giai đoạn này cùng được xác định bởi các yếu tố giống nhau. Gửi thư và công văn vào các cơ quan chính phủ, viết các công trình khoa học gửi vào các tạp chí, chuẩn bị các tờ quảng cáo, giới thiệu, đưa lên trang Web hay gửi thư điện tử … đó là những ví dụ cụ thể của giai đoạn biểu diễn và phổ biến thông tin.

Các nhóm mục tiêu

Trong thực tiễn của các tổ chức xã hội không hiếm khi xuất hiện tình huống khi một tài liệu thông tin được sử dụng để gửi cho các tổ chức chính phủ, cho các bạn đồng nghiệp – cùng chí hướng hay dùng để lưu ý công luận. Thường thì đây không phải là phương pháp tiếp cận có hiệu quả nhất để biểu diễn thông tin. Tài liệu, được chuẩn bị “cho tất cả ngay lập tức” từ quan điểm của một số người đọc là rất dài nhưng đối với một số người khác lại quá ngắn và không đủ thuyết phục. Các đánh giá gay gắt có thể động viên được những người cùng chí hướng nhưng có thể gây phải ứng thận trọng đối với đa số công chúng, những người lần đầu tiên làm quen với vấn đề này.

Một trong những nguyên lý quan trọng của quá trình biểu diễn và phân phối thông tin là : đối với những người khác nhau, thì cần phải có phương pháp thông báo khác nhau. Ngoài ra, với các nhóm người khác thì họ có những mối quan tâm khác nhau đối với cùng một vấn đề. Trong mọi trường hợp quan điểm chuẩn bị những tài liệu khác nhau cho các đối tượng khác nhau luôn là giải pháp tốt nhất. Đây cũng chính là nội dung của giai đoạn biểu diễn thông tin.

Để có thể thực hiện quá trình chuẩn bị và phổ biến các tài liệu khác nhau, nên có sự phân loại thành các nhóm người - những đối tượng mà bạn mong muốn phổ biến thông tin, ta gọi đây là các nhóm mục tiêu. Các đặc trưng chính sau đây (chính xác hơn là các khối đặc trưng) nên tham khảo khi thực hiện việc phân nhóm mục tiêu - những người nhận thông tin môi trường và xác định sự khác nhau giữa chúng:

Các tác động, có thể tiếp nhận trên cơ sở thông tin nhận được- ở đây cần lưu ý và đánh giá vai trò, vị trí của nhóm trong tình huống cụ thể xung quanh vấn đề được đặt ra – ví dụ như dân cư nằm trong phạm vi ảnh hưởng của xí nghiệp, ban lãnh đạo xí nghiệp, các cơ quan chức năng. Điều quan trọng là phải xem xét khả năng của nhóm gây ảnh hưởng lên tình huống. Rõ ràng là các khả năng này rất khác nhau.

Các đặc điểm của khả năng tiếp nhận thông tin. Các đặc điểm này sẽ quyết định xem các đại diện của nhóm có đọc (nghe, xem xét) tài liệu của bạn hay không, liệu họ có thể hiểu và đánh giá nội dung tài liệu của bạn hay không. Có thể kể tên một số yếu tố trong số này như: trình độ học vấn, mức độ quan tâm đối với vấn đề, chất lượng của thông tin được cung cấp, mối quan tâm đối với cơ quan của bạn.

Các kênh nhận thông tin khác nhau. Các đặc trưng nay sẽ xác định xem để phổ biến thông tin tới các nhóm mục tiêu bạn có thể sử dụng những mục tiêu nào. Ở đây các phương tiện thông tin đại chúng rất quan trọng : ví dụ có nhóm chỉ có khả năng đọc và nghe, có nhóm có thể truy cập Internet, đọc CD trên máy tính.

3.6.1 Mức độ biểu diễn thông tin

Khi các nhóm mục tiêu được xác định càng chi tiết thì các tài liệu thông tin lưu ý đặc thù của chúng sẽ càng chính xác và kết quả là công tác đưa thông tin tới người dùng càng hiệu quả. Bên cạnh đó việc chuẩn bị các tài liệu riêng biệt đối với từng nhóm có thể phải tốn nhiều sức lực và thời gian. Vì vậy đối với bài toán tài liệu cung cấp cho các nhóm mục tiêu khác nhau cần có sự tiếp cận hợp lý. Trong một số trường hợp chỉ cần một hoặc hai tài liệu là đủ.

48

Trong trường hợp phổ biến sau rộng thông tin chỉ cần chuẩn bị ba hoặc bốn tài liệu là đủ. Điều này phụ thuộc vào độ phức tạp và tính chi tiết.

Mức độ đầu tiên thường là mức độ được chuẩn bị kỹ lưỡng. Tiêu chuẩn chất lượng ở đây gần với tiêu chuẩn của một bài báo khoa học. Nó chứa các trích dẫn cần thiết, mô tả phương pháp hay tài liệu tham khảo có mô tả các phương pháp như vậy. Báo cáo thông tin loại này phải đáp ứng được những yêu cầu khó tính nhất của các chuyên gia. Sự có mặt của các công trình như vậy đặc biệt quan trọng nếu kết quả của bạn được nhiều người trích dẫn và tham khảo. Tuy nhiên nếu vấn đề không chỉ có ý nghĩa về mặt khoa học mà còn ý nghĩa về mặt xã hội thì tài liệu như vậy là chưa đủ. Khả năng tiếp nhận đối với đại đa số người dùng là giới hạn và rất khó phổ biến nếu khối lượng của nó quá lớn. Thậm chí nếu một số mục của nó có phần tóm tắt nội dung nhưng với khối lượng lớn quá cũng rất khó tiếp nhận.

Chính vì vậy cần thiết phải chuẩn bị báo cáo thông tin ở mức độ khác. Đây có thể là báo cáo nội dung ngắn gọn, không chứa đựng các công thức phức tạp nhưng phản ánh được các kết quả chính của nghiên cứu. Trong văn bản này không nên đi vào chi tiết quá. Ngôn ngữ của báo cáo tóm tắt, một mặt không được mất đi tính khoa học, nhưng mặt khác phải từ bỏ cách trình bày chi tiết, những biến đổi kỹ thuật phức tạp, thay vào đó phải ngắn ngọn và dễ hiểu đối với những người không phải là chuyên gia. Tài liệu như vậy nên được trình bày trong các tời bướm hay cuốn sách nhỏ. Tài liệu như vậy sẽ là sự bổ sung rất tốt đi kèm các bức thư gửi tới các cơ quan nhà nước hay các tổ chức xã hội nghiên cứu những vấn đề tương tự, những người cùng chí hướng đang rất cần những thông tin như vậy.

Cuối cùng là mức độ thứ ba trong việc chuẩn bị tư liệu – “tư liệu báo chí”. Ở đây hình thức của tư liệu phụ thuộc vào các mục tiêu và nhiệm vụ của dự án, cũng như phụ thuộc vào đối tượng tiếp nhận tư liệu. Bạn có thể chuẩn bị bài đăng báo, video, truyền đơn hay một tờ thông tin. Trong tài liệu như vậy các khuyến cáo thực tế, những lời kêu gọi biến thành hành động thực tế rất quan trọng. Tài liệu này phải sáng sủa, ngắn ngọn, dễ dàng tiếp nhận khi thông báo tầm quan trọng của vấn đề. Tất nhiên trong các bài báo loại này không thể đòi hỏi tính chặt chẽ về mặt khoa học. Bạn cần phải có sự chuẩn bị luận chứng nội dung của tài liệu như vậy thông qua các tài liệu khác.

3.6.2 Các kênh phổ biến thông tin

Sau khi chuẩn bị xong các tài liệu, cần thiết phải phổ biến chúng và câu hỏi quan trọng nhất ở đây là phương pháp nào được sử dụng để đưa thông tin tới những người nhận thông tin, các kênh phổ biến thông tin nào cần sử dụng. Việc lựa chọn chính xác các kênh như vậy sẽ cho phép đưa thông tin tới địa chỉ cần nhận một cách hiệu quả nhất với những chi phí thấp nhất. Sự lựa chọn các kênh phổ biến thông tin cũng như các dạng biểu diễn nó được xác định dựa trên tiêu chí: bạn muốn làm việc với nhóm mục tiêu nào.

Nếu bạn đã xác định đối tượng của bạn là tầng lớp rộng rãi các tổ chức môi trường trong xã hội thì nên cố gắng công bố tài liệu trong các tờ báo gần với chủ đề môi trường. Có thể tận dụng Internet để gửi các thông tin này theo E-mail. Nếu đối tượng của bạn là các cơ quan, tổ chức xã hội nghiên cứu nghiên cứu một vấn đề cụ thể thì bạn nên công bố trong các bản tin chuyên ngành, các hình thức tạp chí chuyên sâu dạng truyền thống hay dạng điện tử. Nếu bạn muốn gửi tới các cơ quan chính quyền, hình thức thích hợp ở đây là các bức thư chính thức gửi trực tiếp cho họ hay thông qua các mối quan hệ quen biết. Cũng có thể gửi các thông điệp cần thiết cho họ thông qua các phương tiện thông tin đại chúng. Tuy nhiên không phải ai cũng đọc báo hoặc xem ti vi cho nên để đưa thông tin tới người sử dụng, một phương pháp hiệu quả khác có thể sử dụng là in các tờ quảng cáo.

Một số đặc trưng quan trọng cần lưu ý khi lựa chọn các kênh phổ biến thông tin:

49

- Qui mô của đối tượng tiếp nhận thông tin - Chất lượng của thành phần tiếp nhận thông tin (chuyên nghiệp, xã hội, …) - Thời hạn đưa thông tin tới khán thính giả (thư điện tử đến tay người nhận trong vài

phút hay vài giờ, bài báo được ban biên tập nhận có thể chờ trong một vài tháng); - Nguồn tài chính cần thiết để phổ biến thông tin.

Các đặc trưng này cũng nên được lưu ý khi xác định các kênh ưu tiên trong việc phân

phối thông tin đối với các nhóm đối tượng. Bên cạnh đó, bản thân kênh phân phối thông tin lại đưa ra các yêu cầu bổ sung đối với nội dung và hình thức trình bày tư liệu.

Một tờ bướm quảng cáo ngắn và chứa nhiều cảm xúc sẽ rất khó được tiếp nhận trên trang báo của tờ báo “nghiêm túc”. Ngược lại những người dừng lại một vài phút trước tờ quảng cáo ở các chỗ đông người sẽ rất khó kiếm được thời gian để đọc các thông tin dài kiểu như được đăng trên báo chí. Không có ý nghĩa gì nếu đăng một bài báo phân tích nghiêm túc tại những vị trí dành đăng cho các tiết mục giải trí.

Cuối cùng, phương pháp phân phối thông tin không chỉ dừng lại ở những công bố trên báo chí hay các khẩu hiệu treo tại những chỗ đông người mà còn là những cuộc trao đổi riêng (nhiều khi không hẹn trước). Các cuộc đối thoại riêng tư rất có lợi đặc biệt nhời mối liên hệ ngược trực tiếp cho phép nhận được những phản ứng ngay, giúp bạn có thông tin có ích hay để hiệu chỉnh lại báo cáo.

3.7 Tin học môi trường – một lĩnh vực khoa học mới hình thành

Tin học môi trường (tiếng Anh là Environmental Informatics) là một lĩnh vực khoa học liên ngành mới xuất hiện vài năm trở lại đây. Theo định nghĩa của trường Đại học tổng hợp California tại Berkeley (Mỹ), Tin học môi trường được định nghĩa như là một lĩnh vực mang tính cấp thiết liên quan tới những vấn đề phát triển các tiêu chuẩn (standard) và giao thức (protocol) cả về khía cạnh công nghệ lẫn học thuật, để chia sẻ và tích hợp các dữ liệu và thông tin môi trường. Một trong những tạp chí chuyên ngành về Tin học môi trường trên thế giới là Tạp chí Journal of Environmental Informatics đã đưa ra quan điểm sau đây về mục tiêu ban đầu, mục đích và nội dung của ngành khoa học mới này như sau: “Tạp chí Tin học môi trường là nơi công bố những nghiên cứu đa ngành liên quan tới những nghiên cứu mới về các ngành khoa học và công nghệ thông tin cho công tác quản lí môi trường. Tạp chí hỗ trợ thúc đẩy và nâng cao sự tích hợp thông tin và phân tích hệ thống nhằm trợ giúp cho các giải pháp quản lí có cơ sở khoa học và hiệu quả về mặt kinh tế”. Tạp chí phục vụ cho các nhà nghiên cứu, giáo dục và những người ứng dụng, cho tất cả những ai quan tâm tới khía cạnh lí luận và ứng dụng của khoa học thông tin môi trường không giới hạn với những phạm vi của chuyên ngành nào.

Định nghĩa của khoa địa lí thuộc trường đại học tổng hợp Lancaster University của Anh về môn học Tin học môi trường như sau:“ Nói chung tin học môi trường có thể được định nghĩa là “khoa học và nghệ thuật biến các dữ liệu môi trường thành thông tin và có thể hiểu được”. Một đề tài nghiên cứu khoa học của Trường này đã đưa ra định nghĩa có tính cấu trúc hơn về môn Tin học môi trường như sau:”Tin học môi trường nghiên cứu và phát triển hệ thống hướng vào các ngành khoa học môi trường liên quan tới việc tạo ra, thu thập, lưu trữ, xử lí, mô hình hóa, diễn giải và phổ biến dữ liệu và thông tin”. Cũng theo quan điểm của các nhà khoa học thuộc Khoa địa lí, Đại học tổng hợp Lancaster, đặc trưng chủ yếu của Tin học môi trường là sự liên ngành, kết quả từ sự giao nhau giữa các ngành khoa học môi trường, khoa học tính toán và tin học và một số ngành khoa học xã hội khác. Tin học môi trường nghiên cứu sự phát triển các kỹ thuật có hiệu quả để lấy ra các thông tin xúc tích và đáng tin cậy cho nghiên cứu môi trường, cho công tác quản lí và giúp cho sự nâng cao nhận

50

thức của xã hội. Điều này sẽ thúc đẩy tính chuyên sâu, phát triển công nghệ và làm chất xúc tác cho sự kết hợp các lĩnh vực như quan trắc môi trường, CSDL môi trường và các hệ thông tin môi trường, hệ thống thông tin địa lí, mô phỏng số, các hệ dựa trên tri thức, khai thác Internet, hiển thị dữ liệu, giao tiếp người - máy, lí thuyết thông tin và nâng cao hiểu biết của cộng đồng về khoa học.

Hình 3.4. Cơ sở hình thành hướng nghiên cứu Tin học môi trường

Trong bài giảng cho sinh viên đại học cũng như cao học GS. Mikko Kolehmainen, Bộ

môn Khoa học môi trường của Trường Đại học tổng hợp Kuopio, Phần Lan đã đưa ra định nghĩa về Tin học môi trường như sau : ”tin học môi trường dựa trên cơ sở ứng dụng công nghệ thông tin vào các bài toán môi trường”. Những ưu tiên trong phương pháp nghiên cứu và giảng dạy môn Tin học môi trường của GS. Mikko Kolehmainen là: sử dụng các phương pháp tính toán để phân tích và mô hình hóa các dữ liệu môi trường, phát triển các phương pháp quan trắc môi trường liên tục, sử dụng các phần mềm để tìm ra giải pháp cuối cùng cho người sử dụng. Các phương pháp tính toán thông minh được sử dụng trong tin học môi trường là tính theo mạng nơron (neurocomputing), logic mờ (fuzzy logic), giải thuật gen (genetic algorithms), mạng bayes (bayes networks). Để lấy dữ liệu môi trường phục vụ cho tính toán, GS. Mikko Kolehmainen đã nhấn mạnh đặc biệt tới vai trò của quá trình quan trắc môi trường liên tục khi quá trình môi trường được đo liên tục (theo từng giây hay theo từng giờ) và sử dụng các công nghệ đo cùng một lúc một vài biến được đo với việc sử dụng các thiết bị là các máy đa kênh. Nói tới Tin học môi trường không thể không nhắc tới vai trò của các phần mềm. Theo GS. Mikko Kolehmainen, vai trò của phần mềm thể hiện ở các điểm sau đây: thứ nhất phần mềm giúp ta nhận được giải pháp (thông qua các công cụ và phương pháp tính toán) cuối cùng, thứ hai thể hiện ở chỗ phần mềm giúp ta thương mại hóa kết quả và thứ ba là nó cho ta công cụ để nghiên cứu và phát triển bằng cách giúp ta tích hợp các công cụ cũng như chia ra thành các mô đun cho việc sử dụng rộng rãi.

Vai trò và tầm quan trọng của Tin học môi trường được đề cập tới trong công trình “Quản lí tri thức và tin học môi trường” của 2 nhà khoa học người Đức là Klaus Tochtermann và Hermann Maurer ở đó đã đưa ra những số liệu đáng lưu ý sau: nhu cầu các phần mềm quản lí tri thức và cơ sở hạ tầng tăng từ 285 triệu $ US vào năm 1998 lên $ 1.6 tỷ vào năm 2002. Thêm vào đó 85 % công ty cho rằng “nếu trước đây chúng tôi biết được những điều chúng tôi đang biết thì hoạt động của chúng tôi sẽ hiệu quả hơn nhiều”. Cũng trong công trình này Klaus Tochtermann và Hermann Maurer đã đưa ra định nghĩa của mình về Tin học môi trường : “Tin học môi trường liên quan tới quá trình thiết kế và phát triển các phương pháp và công cụ tổ chức dữ liệu môi trường đất, nước, không khí “. Tại liên minh châu Âu tất cả thông tin môi trường lưu trữ tại các cơ quan chức năng đều được cung cấp cho mọi thành viên

51

theo yêu cầu. Từ chính sách này xuất hiện sự cần thiết phải xây dựng các công cụ để quản lí của thông tin môi trường. Thông tin môi trường thường rất đa dạng và có khối lượng lớn. Do vậy cần phải xây dựng công cụ dựa trên cơ sở xây dựng các metadata (lí lịch của dữ liệu) đề phân phát, tìm kiếm, truy cập và sử dụng dữ liệu.

3.8 Một số hướng nghiên cứu trong Tin học môi trường

Hiện nay Tin học môi trường có tiềm năng rất lớn trong việc đưa ra các giải pháp tối ưu nhằm giải quyết các bài toán quản lí môi trường. Chính vì những nguyên nhân trên nên nhiều Trung tâm khoa học trên thế giới trong đó có Việt Nam đã và đang nghiên cứu Tin học môi trường từ khía cạnh lí luận cũng như thực tiễn. Tại Việt nam những vấn đề của ngành Tin học môi trường được nghiên cứu tại một số Trung tâm Khoa học công nghệ của đất nước như Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Bộ tài nguyên và môi trường cùng nhiều trường Đại học lớn của đất nước. Một số nội dung chính của môn tin học môi trường gồm từ quan điểm:

- Tin học môi trường: quản lí thông tin và dữ liệu và phổ biến (A1) - Tin học môi trường: trong quản lí môi trường. (A2) - Tin học môi trường: mô hình hóa và phần mềm (A3) - Tin học môi trường: thông tin, tri thức và giá trị (A4)

Hình 3.5. Cấu trúc của môn học Tin học môi trường

Một hướng chuyên ngành khác có mối quan hệ rất gần với Tin học môi trường là thủy tin học (Hydroinformatics). Hydroinformatics là một ngành khoa học nghiên cứu sự tác động qua lại giữa việc lập mô hình toán và công nghệ thông tin và truyền thông (ICT) và cũng như áp dụng của chúng để giải các bài toán về nước. Mục đích của các nghiên cứu này là làm giảm chi phí của xã hội trong các hoạt động của con người và ảnh hưởng của các hoạt động nay đến môi trường. Trong nhiều trường hợp, những kết quả về mặt xã hội và kinh tế của một dự án cũng quan trọng như những kết quả về mặt vật lý của nó. Vì vậy, chúng ta cần

52

quan tâm đến việc ban hành luật, các tiêu chuẩn, các thủ tục kỹ thuật, các yếu tố môi trường và sự chế định về mặt kinh tế trong quá trình xây dựng tất cả mọi dự án. Ngày nay, sự phát triển trong lãnh vực công nghệ thông tin và truyền thông đã đưa đến những thay đổi rộng khắp trong việc lập kế hoạch, thiết kế và ra quyết định. Máy tính hiện đang có thể xử lý một số lượng rất lớn thông tin thông qua các hệ cơ sở dữ liệu và hệ thống thông tin địa lý (GIS), và hỗ trợ đắc lực trong việc ra quyết định trong các hệ thống trợ giúp ra quyết định. Viện thuỷ lực của Hà Lan (Delft) đã đưa ra định nghĩa sau đây: Hydroinformatics là một hướng khoa học mới hỗ trợ các ngành về khoa học và kỹ thuật môi trường nước bằng cách tận dụng thành tựu mới nhất của Công nghệ thông tin và viễn thông. Trên Hình 3.6 thể hiện sơ đồ nguyên tắc tam giác thủy tin học (Hydroinformatics): cho phép quản lý tốt hơn các hệ vật lý có liên quan đến các hiện tượng vật lý và kết hợp luồng thông tin với các khuynh hướng xã hội – kỹ thuật.

Thủy tin học

Các khuynh hướng quản

lý xã hội

Công nghệ thông tin và truyền

thông

Quá trình vật lý và mô hình

Hình 3.6. Tam giác thủy tin học /theo Viện thủy lực Delft (Hà Lan)

Một trong những sinh hoạt học thuật lớn nhất theo hướng này là Hội nghị quốc tế với nhan đề Hydroinformatics được tổ chức 2 năm một lần. Tại Hội nghị Hydroinformatics lần thứ 4 được tổ chức tại Iowa, bang Minneapolis, USA năm 2000 đã thu hút các nhà khoa học từ hơn 40 nước trên thế giới với hơn 250 báo cáo khoa học tại 14 tiểu ban khoa học khác nhau. Hội nghị Hydroinformatics lần thứ 5 được tổ chức từ ngày 1 tới ngày 5 tháng 7 tại trường Đại học tổng hợp Cardiff, Vương quốc Anh với số lượng đông hơn so với lần thứ 4 và được phân chia thành 15 tiểu ban: C01: thu thập và tổ chức số liệu; C02: Khai thác dữ liệu; C03: Các hệ thông qua quyết định và tổ chức; C04: Mô hình hóa sinh thái và chất lượng nước; C05: Các giải thuật tiến hóa trong thủy tin; C06: Kinh nghiệm mô hình hóa; C07: Các hệ thống thông tin địa lý; C08: Tích hợp công nghệ và hệ thống; C09: Internet và các mạng cục bộ; C10: Mô hình hóa bài toán ngược và đồng nhất dữ liệu; C11: Mạng nơtron trong thủy tin; C12: phương pháp số; C13: Các hệ thống hỗ trợ chiến lược và chính sách; C14: Các công cụ, môi trường và ngôn ngữ; C15: Phân tích tính không chắc chắn và rủi ro. Hội nghị lần này được bắt đầu bằng báo cáo mời của một chuyên gia người Ấn độ với báo

53

cáo : Thủy tin trong sự phát triển nguồn tài nguyên nước ở Ấn độ: cơ hội và thách thức. Đây là một trong những hiện tượng tại một hội nghị lớn như vậy, có lẽ tính cấp thiết của vấn đề phát triển tài nguyên nước tại Ấn độ, nhưng cũng có thể là sự tôn vinh các chuyên gia tin học nổi tiếng của Ấn độ.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Hình 3.7. Phân bố các báo cáo khoa học tại Hội nghị Hydroinformatics 2000, Iowa, bang

Minneapolis, USA 1. Thu thập và quản lý dữ liệu; 2.Khai thác thông tin/ Khám phá tri thức; 3.Ủng hộ quyết định; 4.Kinh nghiệm về lập mô hình; 5.Sinh thái và chất lượng nước; 6.Dự báo; 7.Các thuật toán tổng quát; 8.GIS; 9.Internet; 10.Tích hợp công nghệ; 11.Giải tích phi tuyến;12.Phương pháp số; 13.Mạng nơrôn; 14.Các công cụ phần mềm;15.Phân tích tính không chắc chắn

3.9 Một số kết luận

Kết chương này có thể đưa ra một số kết luận về các giai đoạn làm việc với thông tin trong thực tế. Trước tiên cần nhấn mạnh rằng không phải một dự án thông tin bất kỳ đều đi qua mọi giai đoạn được liệt kê ở trên. Không phải dự án thông tin nào cũng kết thúc bằng việc phổ biến thông tin hay ứng dụng thông tin. Không hiếm những dự án bắt buộc phải quay lại các giai đoạn trước ví dụ như thu thập thông tin sau khi phát hiện ra những khiếm khuyết, chưa đầy đủ của thông tin. Trong rất nhiều dự án thông tin người đặt hàng không chỉ đưa ra yêu cầu xây dựng mà còn hỗ trợ trong việc cập nhật thông tin. Sự hỗ trợ này có thể bao gồm sự phổ biến thông tin, thu thập những thông tin mới hay hệ thống hoá chúng. Nguồn thông tin được xây dựng vào thời điểm bắt đầu xây dựng có thể bị lạc hậu, một số tổ chức mới có thể xuất hiện, thay đổi địa chỉ và hướng hoạt động. Chính vì vậy để chất lượng nguồn tài nguyên thông tin như vậy không bị cũ đi cần thiết phải nỗ lực thu thập số liệu về những thay đổi và phản ánh chúng trong CSDL.

Một dự án cụ thể không nhất thiết phải bao hàm tất cả các giai đoạn được kể ra ở trên. Ví dụ như khi thiết lập CSDL về các Trung tâm môi trường không cần thiết phải diễn giải các dữ liệu. Trong trường hợp này thông tin cần được thu thập và hệ thống hoá và được kết nối

54

với nhau, sau đó phải xây dựng cơ chế phổ biến thông tin. Điều kiện cần thiết cho sự thành công của một dự án công nghệ thông tin là : giữa các giai đoạn thu thập và phổ biến thông tin cần phải có giai đoạn xử lý thông tin (theo nghĩa rộng), như hệ thống hoá, diễn giải, biểu diễn. Nếu không chú ý một cách thích đáng cho bất cứ một trong những giai đoạn nào được kể ra ở trên có thể làm giảm tính hiệu quả của toàn bộ dự án, gây ảnh hưởngkhông tốt tới kết quả cuối cùng.

Với những lưu ý trên sơ đồ được mô tả trong chương này là tổng quát cho một dự án tin học. Các bước được trình bày ở đây luôn có mặt trong một công việc bất kỳ liên quan tới thông tin, ở dạng đầy đủ hay không đầy đủ. Điều mô tả ở đây cũng đúng đối với một tình huống đơn giản nhất khi bạn đi tới giá sách để nhận được một câu hỏi dơn giản nhất. Khi lựa chọn sách bạn đang thực hiện sự tìm kiếm thông tin một cách có chủ ý. Đối chiếu thông tin nhận được với các mục tiêu thực tế bạn đã thực hiện sự diễn giải thông tin. Nếu bạn thực hiện điều này để trả lời câu hỏi của một người khác bạn không chỉ thực hiện công việc phổ biến thông tin mà còn phải biểu diễn thông tin phụ thuộc vào đối tượng nghe - bạn sẽ phải cố gắng sao cho câu trả lời của bạn phải dễ hiểu cho người hỏi. Tất nhiên trong những tình huống đơn giải việc kiểm tra từng bước như sơ đồ trên là không cần thiết, tuy vậy sự hiểu biết cơ chế chung làm việc với thông tin luôn là điều có lợi.


1. Các giai đoạn chính trong quá trình làm việc với thông tin môi trường. Tầm quan trọng của giai đoạn đầu tiên: xác định mục đích và nội dung công việc của dự án.

2. Trình bày nội dung của giai đoạn thu thập thông tin. Thế nào là nguyên lý dư thừa và nguyên lý đầy đủ một cách hợp lý.

3. Thế nào là xử lý và hệ thống hóa thông tin. 4. Nêu rõ ý nghĩa của bước diễn giải thông tin trong một dự án liên quan tới thông tin

môi trường. 5. Trình bày nguyên lý của quá trình biểu diễn và phổ biến thông tin. Trình bày các mức

độ biểu diễn thông tin. 6. Hãy trình bày một số định nghĩa khác nhau về ngành khoa học Tin học môi trường. 7. Chủ đề khóa luận: xây dựng cơ sở dữ liệu về các cá nhân và tổ chức hoạt động trong

lĩnh vực bảo vệ môi trường trong địa phương của mình.


1. Socolov V.E., 1992. Thông tin môi trường. Nhà xuất bản Khí tượng – Thủy văn Sankt – Peterburg, 1992. (tiếng Nga).

2. Guseva T.V. và các đồng tác giả, 1998. Thông tin môi trường và các nguyên lý làm việc với chúng. Nhà xuất bản Ecoline, Moscow. 205 trang (tiếng Nga).

55

PHẦN THỨ HAI

CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG THÔNG TIN MÔI TRƯỜNG

Vấn đề bảo vệ môi trường và sử dụng hợp lý các nguồn tài nguyên thiên nhiên là một trong những mối quan tâm hàng đầu của hầu hết các quốc gia trên thế giới. Những nghiên cứu mang tính lý luận và thực tiễn về vấn đề toàn cầu này đòi hỏi phải sử dụng một số lượng lớn các dữ liệu khác nhau, cũng như các kinh nghiệm trong, ngoài nước, đặc biệt là các nguồn tài nguyên thông tin trên thế giới. Điều này cũng dễ hiểu bởi vì vấn đề môi trường mang tính đa ngành và rất phức tạp.

Cũng như trên nhiều nước trên thế giới, hiện nay Việt Nam đang triển khai nhiều đề tài, dự án nghiên cứu tổng hợp các quá trình xảy ra trong sinh quyển dưới tác động của các hoạt động kinh tế của con người. Các nghiên cứu trong lĩnh vực bảo vệ môi trường được tiến hành trong hầu hết các lĩnh vực của khoa học và kỹ thuật. Kết quả nghiên cứu được công bố trong hàng trăm ấn phẩm khác nhau, rất nhiều trong số này rất khó tìm. Nhiều kết quả nghiên cứu nằm tại các cơ sở khoa học rất khó cho việc sử dụng. Trên thế giới hiện giờ có khoảng 10 000 ấn phẩm có chu kỳ liên quan tới môi trường. Số các cơ quan nghiên cứu môi trường cũng rất lớn. Tuy nhiên điều cần lưu ý ở đây là việc triển khai các kết quả này vào thực tiễn để giải quyết những yêu cầu do thực tế đặt ra có nhiều hạn chế do sự chưa quan tâm tới sự phát triển về mặt lý luận cũng như thực tiễn xây dựng các Hệ thống thông tin môi trường. Theo ý kiến của nhiều chuyên gia, Hệ thống thông tin môi trường là một dạng mới của hệ thống thông tin tự động (HTTTTĐ) và hướng tới công việc thu thập và phân tích các thông tin khác nhau về tình trạng hệ thống sinh quyển nhằm giải quyết bài toán sử dụng hợp lý các nguồn tài nguyên thiên nhiên. Khái niệm HTTTTĐ được sử dụng như một khái niệm suy rộng đối với các hệ thực hiện chức năng thu thập, phân tích và xuất ra thông tin trong chế độ tự động.

Một trong những hệ thống thông tin phát triển nhất trên thế giới là hệ INFOTERRA được xây dựng trên cơ sở nghị quyết Hội nghị Stockhôm của Liên Hợp Quốc về môi trường năm 1992. Ngày này INFOTERRA là một trong những hệ thống thông tin môi trường toàn cầu nổi tiếng nhất trên thế giới. các chủ đề của INFOTERRA bao hàm hầu hết mọi khía cạnh vấn đề môi trường.

Mục tiêu của chương này là trình bày những khái niệm và định nghĩa cơ bản về Hệ thống thông tin môi trường – một trong những hướng nghiên cứu đầy triển vọng hiện nay. Phần trình bày này được dựa trên những tham khảo gần đây trong lĩnh vực nghiên cứu này cũng như xuất phát từ kinh nghiệm thực tiễn của tác giả trong thời gian qua. Phần tham khảo được dẫn ra trong mục Tài liệu tham khảo trong phần cuối của giáo trình này.

4.1 Một số khái niệm cơ bản

4.1.1 Hệ thống, đặc trưng và các thành phần của hệ thống Hệ thống là một tập hợp các phần tử khác nhau, giữa chúng có mối liên hệ và tác động

qua lại theo một quy luật nhất định tạo thành một chỉnh thể, có khả năng thực hiện được những chức năng cụ thể nhất định.

Mục tiêu của hệ thống là lý do tồn tại của nó và là cơ sở để đánh giá sự thành công của hệ thống. Ranh giới của hệ thống xác định cái gì nằm trong hệ thống và cái gì nằm ngoài hệ thống. Môi trường là mọi tác động vào hệ thống hoặc bị tác động bởi hệ thống nhưng nằm

56

ngoài ranh giới của hệ thống. Đầu vào là các đối tượng vật lý và thông tin từ môi trường xuyên qua ranh giới để vào hệ thống. Đầu ra là các đối tượng vật lý và thông tin đi từ hệ thống ra môi trường. Sơ đồ tổng quát của hệ thống được trình bày trên Hình 4.1

Hình 4.1. Sơ đố tổng quát của hệ thống

Phần tử là chất liệu cơ bản của hệ thống; được định tính bởi các bộ phận, các mô

đun ... Phần tử gây ảnh hưởng ít nhiều lên sự vận hành của hệ thống dưới các khía cạnh khác nhau. Thuộc tính của các phần tử là tính chất/đặc trưng của phần tử. Mọi thuộc tính đều là sự biểu hiện bề ngoài cho sự tồn tại của một phần tử, để người ta quan sát và biết được nó. Quan hệ giữa các phần tử có tầm quan trọng sống còn và tạo ra cho hệ thống các đặc trưng và các điều kiện vận hành.

4.1.2 Công nghệ CSDL trong nghiên cứu môi trường

4.1.2.1 Phương pháp CSDL

CSDL là nơi lưu trữ dữ liệu để dùng cho nhiều chương trình ứng dụng trong tổ chức. CSDL cho phép truy xuất dữ liệu một cách linh động theo nhu cầu của nhà quản lý cho việc ra quyết định. Vì lý do này có thể coi CSDL là trái tim của hệ thống thông tin. Các đặc tính chủ yếu của một CSDL hiện đại là:

- Là nơi lưu trữ tổng hợp những dữ liệu dùng chung để phục vụ cho yêu cầu của nhiều người sử dụng và nhiều chương trình ứng dụng.

- Nó phải có được một cấu trúc có ý nghĩa lôgic đối với cơ quan hay cá nhân người sử dụng. Ví dụ như dữ liệu về khí tượng (như vận tốc gió, hướng gió, cường độ mưa) và dữ liệu cần thiết để chạy mô hình lan truyền, khuếch tán ô nhiễm phải có sự liên kết với nhau.

- Sự trùng lắp dữ liệu phải là tối thiểu; có nghĩa là nếu có thể cùng một dữ liệu sẽ không lưu trữ tại nhiều nơi trong CSDL.

57

Các dữ liệu thường được lưu trữ trên đĩa, CSDL đòi hỏi phải thiết kế cẩn thận vì chúng lưu thông tin có cấu trúc theo tổ chức. Một phương diện quan trọng của quản lý là sử dụng phần mềm để quản lý tất cả dữ liệu truy xuất tới CSDL. Phần mềm này, chính là hệ quản trị CSDL, sẽ giao diện với người sử dụng và các chương trình ứng dụng và chính CSDL, do đó sẽ cho phép kiểm soát tập trung đối với dữ liệu. Những đặc tính chính của một hệ quản trị CSDL hiện đại là:

- Phần mềm quản lý tất cả việc đọc và viết của người sử dụng và các chương trình ứng

dụng lên CSDL. - Có khả năng trình bày một phần của CSDL cho người sử dụng xem theo yêu cầu của

họ. - Chỉ trình bày cách nhìn dữ liệu logic cho người sử dụng – chi tiết của dữ liệu lưu trữ và

cách truy xuất dữ liệu sẽ được dấu. - Bảo đảm tính thống nhất. - Cho phép phân quyền mức truy xuất khác nhau cho những người sử dụng khác nhau

tới CSDL. - Cho phép người sử dụng định nghĩa CSDL. - Cung cấp các công cụ khác nhau để giám sát và kiểm soát CSDL.

Phương pháp CSDL có những điểm lợi sau đây: /[2]/:

- Giảm hoặc không có sự dư thừa dữ liệu. - Có thể duy trì được sự nhất quán dữ liệu. - Có thể độc lập dữ liệu và chương trình. - Chương trình và người sử dụng chỉ nhìn thấy cách quản lý logic về dữ liệu. - Cho phép phát triển chương trình ứng dụng khi có thể dùng chung dữ liệu. - Tăng cường tính tiêu chuẩn - Dễ thực hiện bảo mật.

4.1.2.2 Phương pháp CSDL trong nghiên cứu môi trường

Phương pháp CSDL đã phát triển trong rất nhiều ngành khoa học và kỹ thuật trong đó có môi trường. Cách tiếp cận theo quan điểm CSDL có nhiều ưu điểm nổi bật, đặc biệt trong việc thiết lập mô hình mô phỏng các quá trình diễn ra trong môi trường (đất, nước và không khí). Thực vậy, ngày nay các mô hình đang được phức tạp hóa một cách nhanh chóng nhằm đạt được độ chính xác và sự tổng quát hóa hơn. Hiện nay, trên thế giới các phương pháp ứng dụng mô hình mô phỏng các quá trình môi trường đang phát triển mạnh mẽ. Khuynh hướng này ngày càng mạnh do khả năng tính toán của các máy tính hiện đại ngày càng nhanh. Ở đây một trở ngại không nhỏ trong việc sử dụng các mô hình phức tạp vào thực tế: đó là chúng đòi hỏi một số lượng lớn dữ liệu có bản chất khác nhau (khí tượng, thủy văn, địa hình, các tham số hóa lý, sinh học …). Cùng với việc yêu cầu tính chính xác và đầy đủ về dữ liệu là yêu cầu sao cho thông tin (các dữ liệu cần cho mô hình) được tổ chức có phương pháp và điều này dẫn đến sự cần thiết phải nghiên cứu ứng dụng phương pháp tiếp cận cơ sở dữ liệu trong nghiên cứu mô phỏng môi trường.

Những nghiên cứu cơ bản về phương pháp CSDL trong nghiên cứu môi trường được trình bày trong nhiều công trình, Bùi Tá Long và CTV. /[2] - [9]/. Trong công trình của hai nhà khoa học người Mỹ James P. Bennett và Margaret Buchen /xem [2] và tài liệu trích dẫn trong đó / đã nghiên cứu xây dựng CSDL về ảnh hưởng của ô nhiễm không khí lên cây cối.

58

Trong công trình này, các tác giả đã xây dựng CSDL tập hợp gần 10000 bài báo khoa học từ gần 4000 tạp chí khoa học trên thế giới về ảnh hưởng của ô nhiễm không khí lên cây cối.

4.1.3 Về vai trò của công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) trong nghiên cứu môi trường

Thế kỷ XX là thế kỷ của những tiến bộ vượt bậc trong lĩnh vực tin học, điện tử và nghiên cứu vũ trụ. Những tiến bộ đó đã thúc đẩy sự phát triển của nhiều ngành khoa học, trong đó có địa lý và bản đồ học.

Vào thế kỷ XX, khi mà việc nghiên cứu địa lí phát triển mạnh theo xu hướng định lượng, đã nảy sinh những vấn đề về dữ liệu không gian. Nghiên cứu chuyên đề đòi hỏi quá trình điều tra, khảo sát, đo đạc thực địa ở những mức độ khác nhau, nhưng nói chung thường rất tỉ mỉ, để xác định các đặc điểm định tính và định lượng của các thực thể địa lí không chỉ ở một thời điểm, mà còn trong những chu kì thời gian khác nhau. Những phương pháp truyền thống trong quá trình thu thập thông tin không đáp ứng nổi các nhu cầu về địa lí. Ngày nay, các phương pháp và công nghệ tiên tiến trong thu thập và xử lí thông tin không gian như: công nghệ định vị toàn cầu (GPS – Global Positioning System), trắc địa ảnh, viễn thám (bao gồm cả thông tin mặt đất và thông tin khí quyển),… đã cho phép trong một thời gian ngắn thu thập về một khối lượng thông tin rất lớn … Máy tính điện tử là tiền đề để phát triển công nghệ tự động hoá thành lập bản đồ. Sự tham gia của máy tính đã cho ra đời những mô hình bản đồ mới có nhiều ưu việt hơn: bản đồ số, cơ sở dữ liệu bản đồ, hệ thống thông tin địa lí.

Trong đã đưa ra những điểm mạnh của bản đồ điện toán so với phương pháp truyền thống, thể hiện ở các khía cạnh sau:

- Lập ra những bản đồ có chất lượng cao cả về nội dung và phương pháp thể hiện, chất lượng đồ hoạ, màu sắc.

- Rút ngắn thời gian làm bản đồ ở mọi công đoạn: biên tập – thiết kế, biên vẽ, in bản đồ. - Thông tin bản đồ chứa trong máy tính điện tử luôn luôn được cập nhật, hiệu chỉnh, chế

biến, xử lí linh hoạt, cho phép bất cứ lúc nào cũng có thể lập ra những sản phẩm bản đồ theo ý muốn và có tính thời sự cao.

- Tạo ra một số dạng sản phẩm bản đồ mới: bản đồ số, cơ sở dữ liệu bản đồ lưu trữ trong đĩa cứng hay đĩa CD.

- Cho phép ứng dụng nhiều lĩnh vực khoa học khác, nhất là các phương pháp mô hình hoá toán học nhằm phân tích, chế biến dữ liệu bản đồ và bổ sung thông tin phi bản đồ để tạo ra các sản phẩm mới: bản đồ chủ đề mới, bản thiết kế, quy hoạch, thống kê, dự báo, các quyết định…

- Xây dựng các cơ sở dữ liệu bản đồ (thay thế các xêri bản đồ) với nội dung thông tin không hạn chế, sử dụng cho chuyên ngành hoặc đa ngành, đa mục đích, không bị hạn chế khắt khe về không gian, tỉ lệ, kích thước….

- Có các quy tắc bảo mật dữ liệu và cung cấp cho người sử dụng với những mức độ khác nhau.

- Tạo điều kiện cho các quá trình tiếp theo: sử dụng bản đồ, tự động hoá chế bản và in bản đồ.

Sự hình thành hệ thống thông tin địa lý như một hướng khoa học của ngành bản đồ học diễn ra cách đây không lâu. Theo ý kiến khá thống nhất của các chuyên gia, năm 1964, ở Canađa ra đời hệ thống CGIS (Canadian Geographic Information System), được coi là hệ thống thông tin địa lí đầu tiên trên thế giới. Đến năm 1990 đã có khoảng 4000 hệ thống GIS. GIS phát triển mạnh và có định hướng rõ rệt kể từ đầu thập kỉ 90 trở lại đây và rất hoàn chỉnh

59

vào năm 2000. Đã có nhiều định nghĩa về GIS xuất phát từ những quan điểm khác nhau, nhưng định nghĩa có lẽ hợp lý nhất ESRI: ”GIS là một tập hợp có tổ chức bao gồm phần cứng, phần mềm máy tính, dữ liệu địa lí và con người, được thiết kế nhằm mục đích nắm bắt, lưu trữ, cập nhật, điều khiển, phân tích và kết xuất tất cả những dạng thông tin liên quan đến vị trí địa lí” .

Theo giáo sư khoa địa lý trường Đại học tổng hợp quốc gia Lômônôxốp của nước Nga Berliant A.M, chuyên gia hàng đầu về hệ thống thông tin địa lý (GIS), GIS phát triển như một sự tiếp nối trực tiếp phương pháp tiếp cận tổng hợp và hệ thống trong một môi trường thông tin địa lý. GIS được đặc trưng bởi mức độ tự động hóa cao, dựa trên nền tảng các dữ liệu bản đồ đã được số hóa và dựa trên cơ sở tri thức, phương pháp tiếp cận hệ thống trong biểu diễn và phân tích các hệ thống địa vật lý. Dạng bản đồ đặc biệt này đặc trưng bởi tính tác vụ, đối thoại và sử dụng các phương tiện mới trong xây dựng, thiết kế bản đồ. Đặc tính đầu tiên của GIS là tính đa phương án cho phép đánh giá nhiều khía cạnh khác nhau của tình huống va các giải pháp đa dạng. Đặc tính tiếp theo của GIS là tính đa môi trường (multimedia) nhờ đó có thể kết hợp các biểu diễn văn bản, âm thanh và các ký hiệu. Nhưng có lẽ đặc điểm lớn nhất của các công nghệ mới là chúng đưa chúng ta tới nhiều dạng biểu diễn mới: bản đồ điện tử, các mô hình máy tính 3 chiều và mô hình động dạng phim,…

Hệ thống thông tin địa lý hiện nay có sự liên hệ chặt chẽ với viễn thám và các phương pháp mô phỏng toán học, các hệ thống vệ tinh. Như giáo sư Berlant A.M. nhận xét một trong những hướng chuyên sâu của hướng hệ thống thông tin địa lý là thiết lập bản đồ một cách nhanh chóng, nghĩa là gắn với bài toán mô phỏng hóa bản đồ trong chế độ thời gian thực hoặc gần với thời gian thực với mục tiêu nhanh chóng nhận được kết quả nhằm thông báo cho người sử dụng và nhanh chóng can thiệp vào quá trình đang diễn ra. Giáo sư Berliant A.M. hiểu thời gian thực ở đây là tốc độ đảm bảo xử lý thông tin nhanh chóng đối với những thông tin thu nhận được, nghĩa là phải nhanh chóng thể hiện bằng bản đồ để đánh giá, quản lý, kiểm soát các quá trình và các hiện tượng (cũng đang thay đổi với tốc độ nhanh).

Tầm quan trọng của công nghệ GIS được khẳng định trong phát biểu của tổng thống Mỹ Bill Clinton “Hệ thống thông tin địa lý đã trở thành khâu đột phá trong bài toán hỗ trợ cho sự phát triển kinh tế, sử dụng hợp lý các nguồn tài nguyên và bảo vệ môi trường. Các công nghệ hiện đại cho phép giải quyết một cách có hiệu quả bài toán thu nhận, truyền, phân tích, trực giác hóa các dữ liệu gắn kết với không gian, thiết lập các dữ liệu bản đồ” (trích đoạn trong công lệnh năm 1994 “Về việc xây dựng cơ sở hạ tầng quốc gia các dữ liệu gắn kết với không gian”).

4.1.4 Công nghệ mạng và công dụng của nó

Vào những năm 80 của thế kỷ trước khi các máy PC mới xuất hiện, các chương trình phần mềm chỉ được phát triển cho một người sử dụng đơn lẻ. Khi đó việc kết nối máy PC hầu như không đem lại những lợi ích rõ rệt và công nghệ lúc bấy giờ chưa thể thực hiện được điều đó. Khi các máy tính trở nên phổ biến trong đời sống con người, và khi các chuyên gia bắt đầu đưa ra những phần mềm phức tạp được thiết kế cho nhiều người sử dụng, nhiều tổ chức nhanh chóng nhận thấy tầm quan trọng của việc kết nối các máy PC. Việc truyền thông dữ liệu, tức việc truyền tải thông tin bằng phương thức điện tử giữa các máy tính, đã trở thành một tâm điểm chú ý của ngành công nghiệp máy tính. Sự phát triển nhanh chóng của Internet cũng thúc đẩy sự phổ biến của truyền thông dữ liệu.

Các mạng có thể bao gồm tất cả các máy tính và các thiết bị trong một phòng ban, một tòa nhà, hoặc nhiều tòa nhà trải rộng trên một khu địa lý rộng. Qua việc gắn kết nhiều mạng

60

riêng lẻ thành một mạng quy mô lớn duy nhất (như Internet), mọi người trên khắp thế giới có thể chia sẻ các thông tin như họ chỉ cách nhau một căn phòng.

Một mạng là một cách nối kết các máy tính sao cho chúng có thể liên lạc, trao đổi thông tin, và chia sẻ (dùng chung) các tài nguyên theo thời gian thực. Các mạng cho phép nhiều người sử dụng truy xuất các dữ liệu và chương trình dùng chung một cách tức thời. Khả năng này cho phép những người sử dụng riêng lẻ không cần phải lưu giữ những bản sao riêng biệt của các dữ liệu và các chương trình trên các máy tính của riêng họ. Những lợi ích quan trọng nhất của mạng là :

- Truy xuất đồng thời tới các chương trình và dữ liệu trọng yếu; - Chia sẻ các thiết bị ngoại vi, chẳng hạn như các máy in và máy quét hình; - Cải thiện tính hiệu quả của việc truyền thông cá nhân; - Tiến trình sao lưu dự phòng dễ dàng hơn.

4.2 Nhu cầu thực tế như một yêu cầu làm xuất hiện các hệ thống thông tin môi trường

Mức độ phức tạp của các vấn đề môi trường hiện nay đòi hỏi phải ứng dụng các hệ thống thông tin. Mức độ này ngày càng tăng lên. Nhiều ý kiến thận trọng cũng phải thừa nhận sự cần thiết phải tiếp tục nâng cao, mở rộng các hệ thống thông tin môi trường đang tồn tại cũng như xây dựng thêm các hệ thống thông tin mới nhiều mục tiêu mức độ toàn cầu có khả năng hỗ trợ giải quyết các bài toán do thực tiễn đặt ra: từ những vấn đề mang tính chất tra cứu đến những vấn đề thu thập tự động và biểu diễn thông tin, quản lý, thiết kế, mô phỏng và dự báo các quá trình khác nhau.

Hiện nay nhiều kết quả đã được ứng dụng cho phép có được nhiều kinh nghiệm trong xây dựng các hệ thống thông tin đa mục tiêu cho phép giải quyết những bài toán rất chuyên sâu cũng như những những bài toán đặc thù của môi trường. Một phần trong số này đã được nghiên cứu tương đối kỹ từ khía cạnh lý luận, một phần trong số này đã được triển khai trong thực tế. Trong lĩnh vực môi trường nhiều nỗ lực xây dựng các hệ thống thông tin đa mục tiêu cũng như chuyển từ lý luận sang thực tiễn chưa được thực hiện. Thậm chí ý tưởng xây dựng những hệ thống như vậy vẫn chỉ là ý tưởng do sự thiếu vắng những nghiên cứu sâu sắc về mặt lý luận. Có nhiều nguyên nhân dẫn tới thực trạng này, một trong những nguyên nhân khách quan quan là thiếu vắng sự đặt hàng của các cấp chính quyền quản lý – là các cơ quan chức năng của nhà nước chịu trách nhiệm điều phối nhiều loại thông tin đa dạng liên quan tới môi trường, cũng như chịu trách nhiệm đưa ra các qui định quản lý môi trường. Từ thời điểm thành lập Bộ Tài nguyên và Môi trường cũng như các Sở Tài nguyên và Môi trường tình hình có sáng sủa hơn. Đã hình thành các nhiệm vụ cho các cơ quan ban ngành chức năng trong lĩnh vực bảo vệ môi trường. Chức năng nhà nước cũng như những nhu cầu bức xúc trong lĩnh vực bảo vệ tài nguyên môi trường đã nảy sinh như cầu hệ thống hóa thông tin cũng như tích hợp thông tin ngày càng cao.

Thêm vào đó theo thời gian một vấn đề khác cũng trở nên ngày càng sáng tỏ, đó là việc sư dụng các phương tiện máy tính mạnh mẽ không kết nối mạng để tối ưu các quá trình riêng rẽ (chủ yếu là tính toán) đã không mang lại hiệu quả mong muốn. Trên thực tế cần thiết một hệ thống thông tin liên quan tới nhau thực hiện sự hỗ trợ các bộ phòng ban chức năng trong mọi vấn đề có liên quan tới nhau.

Dựa trên tính thực tiễn này, nhiều nước trên thế giới đã nghiên cứu xây dựng một hệ thống thông tin môi trường khác nhau, đặc trưng cho các khía cạnh sử dụng hợp lý tài nguyên và tình trạng môi trường của vùng lãnh thổ của mình. Phần dưới đây trình bày một số phân tích các kết này.

61

4.3 Phân tích một số công trình nghiên cứu xây dựng hệ thống thông tin môi trường

Cơ quan điều hành về tài nguyên môi trường của Phần Lan đã và đang phát triển một luận điểm mới về hệ thông tin môi trường từ năm 1995. Toàn bộ hệ thống được hình thành từ hơn 20 thành phần, gồm nhiều hệ cơ sở dữ liệu về khoa học và quản lý khác nhau trong lãnh vực môi trường. Nó sẽ liên kết với các hệ thông tin hiện tại: hệ cơ sở dữ liệu quan trắc môi trường quốc gia từ 2500 trạm; hệ ủng hộ ra quyết định, quy định cho các con kênh, sông; hệ cơ sở dữ liệu về cấp nước vùng; mạng đo theo thời gian thực, và hệ thống dự báo và lập mô hình về nước cấp quốc gia.

Trong công trình của các nhà khoa học Nhật Bản Yiyang Shen và các cộng tác viên đã xây dựng hệ thống thông tin môi trường trợ giúp công tác đánh giá tác động môi trường vùng ven biển Osaka (OBEIS – Osaka Bay Environmental Information System). OBEIS hướng tới các khía cạnh vật lý, sinh thái và kinh tế – xã hội để giải quyết môi trường vùng ven biển Osaka, và cho phép xem xét các kịch bản phát triển khác nhau. OBEIS sử dụng công nghệ GIS với các công cụ thu, lưu trữ dữ liệu giúp cho người sử dụng có bức tranh rõ ràng về ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau lên môi trường. Công trình này được đặc trưng bởi sự chuyên nghiệp cao về công nghệ (các phương tiện đo đạc, lấy ảnh vệ tinh).

Một cường quốc kinh tế khác của châu Á là Hàn Quốc cũng đã tập trung nghiên cứu xây dựng những Hệ thống thông tin môi trường. Một số nghiên cứu tích hợp CSDL với các mô hình toán học thành hệ thông tin trợ giúp cho quản lý môi trường tại Hàn Quốc được thể hiện trong.

Nghiên cứu bài toán tự động hóa trong việc quản lý môi trường tại Hà Lan được triển khai trong rất nhiều đề tài dự án /xem www.sciencedirect.com /. Với sự phát triển của các thiết bị đo, việc xây dựng các hệ thống kiểm soát chất lượng tự động cũng sẽ được cải tiến. Bằng việc sử dụng lý thuyết điều khiển các tác giả nghiên cứu xây dựng hệ thống kiểm soát xâm nhập mặn vùng cửa sông. Hệ thống thông tin môi trường trong công trình này trợ giúp đắc lực cho công tác quy hoạch môi trường.

Xây dựng các hệ thông tin hỗ trợ cho công tác quản lý lũ (FMIS) – một dạng của Hệ thống thông tin môi trường được tiến hành ở Hungary. Ở Hungary với các điều kiện địa lý đặc biệt nên công chúng rất quan tâm đến việc kiểm soát lũ. Diện tích quốc gia là 93.000 km2 và 23% ở trong tình trạng ngập lụt do các con lũ. Tại Hungary hiện tại có khoảng 4.000 km đê bao bảo vệ, cao từ 3 đến 8 m. FMIS được tạo ra bằng cách tích hợp vào một mạng gồm khoảng 400 trạm tại các trung tâm của 17 cơ quan cho việc xử lý các tình huống khẩn cấp về lũ ở cấp độ quốc gia và địa phương.

Vấn đề xây dựng Hệ thống thông tin môi trường được quan tâm xây dựng tại Serbia vào năm 1995 trong đó coi hệ thống thông tin môi trường là một phần của quan trắc môi trường. Các tác giả coi “một hệ thống bảo vệ môi trường thực chưa thể được coi là tồn tại nếu thiếu vắng các thành phần tự động hóa, các hệ thống đo đạc , xử lý và quản lý thông tin” . Hệ thống thông tin môi trường Serbia theo ý kiến các tác giả bao gồm các thành phần sau đây: hệ thống quản lý các nguồn tài nguyên nước (tình trạng chất lượng nước và không khí); hệ thống bảo vệ sức khoẻ cộng đồng (tình trạng không khí trong thành phố, tình trạng vệ sinh nước uống và sinh hoạt, tiếng ồn và độ phóng xạ); hệ thống sử dụng đất (tình trạng khai thác và bảo vệ đất và cảnh quan); hệ thống bảo vệ rừng (tình trạng rừng); và Hệ thống thông tin liên quan tới bảo tồn thiên nhiên.

62

Vấn đề quản lý các dữ liệu quan trắc được đề cập tới trong công trình của các Trung tâm khoa học ở Mỹ. Như đã biết các hệ quản trị Cơ sở dữ liệu quan trắc dài hạn đưa ra những yêu cầu đặc biệt về quản lý dữ liệu. Trước hết, nhân viên người thu thập và quản lý dữ liệu quan trắc có thể thay đổi bất kỳ lúc nào (dẫn tới kết quả là có sự mâu thuẫn trong việc thu thập, phân tích, và lưu trữ dữ liệu) ; thứ hai, các kỹ thuật được dùng để thu thập dữ liệu quan trắc có thể thay đổi bất kỳ lúc nào do những cải tiến trong phương pháp thu thập dữ liệu ; thứ ba, việc lưu trữ các tập dữ liệu từ việc quan trắc dài hạn là khó khăn do nó không có “kết thúc”.

Trong hơn 2 thập niên qua, trạm sinh học hồ Flathead (TSHHF) đã và đang quan trắc chất lượng nước ở hồ Flathead và lưu vực của nó. Để quản lý dữ liệu trong chương trình quan trắc này, các chuyên gia đã phát triển một hệ thống quản lý thông tin môi trường vào năm 1992, được gọi là FlatDat. Bằng cách cung cấp một nơi lưu trữ trung tâm cho các dữ liệu quan trắc ở TSHHF, FlatDat giúp bảo đảm: a) dữ liệu được thu thập, nhập vào, và lưu trữ một cách thống nhất; b) bất kỳ thay đổi nào trong các thủ tục chuẩn ở thực địa hay phòng thí nghiệm đều được ghi nhận lại; và c) các trạng thái hiện tại của từng dự án được thể hiện một cách chính xác ở chỗ mà các nhà nghiên cứu của TSHHF có thể truy xuất dữ liệu và theo dõi quá trình.

FlatDat cung cấp một giải pháp quản lý dữ liệu tổng thể cho việc thu nhận, tính toán, khôi phục và lưu trữ dữ liệu được phát sinh do việc phân tích các mẫu nước tại trạm. Nó theo dõi các trạng thái của từng mẫu nước được đem vào phòng thí nghiệm, sinh ra tự động các tính toán trong phòng thí nghiệm phân tích bằng cách sinh ra các kiểu bảng biểu điện tử khác nhau cho từng phương pháp thí nghiệm, lưu trữ dữ liệu ở dạng mà các nhà nghiên cứu có thể dễ dàng truy cập, và sinh các báo cáo theo mẫu yêu cầu.

FlatDat được thiết kế dựa trên 4 tiền đề xuất phát từ việc nghiên cứu: 1) dữ liệu điện tử phải linh động và tốt nhất khi chúng được lưu ở dạng thô nhất có thể được; 2) dữ liệu phải an toàn nhưng có thể truy cập được; 3) các cơ sở dữ liệu trên máy tính phải làm việc theo cách con người muốn; và 4) việc quản lý dữ liệu phải được liên kết một cách chắn chắn với các công việc hiện tại.

4.4 Định nghĩa Hệ thống thông tin môi trường

Hệ thống thông tin môi trường được nhiều Trung tâm khoa học trên thế giới nghiên cứu từ khía cạnh lý luận cũng như thực tiễn. Theo công trình /[11]/, Hệ thống thông tin môi trường (HTTTMT) được định nghĩa như một hệ thống dựa trên máy tính để lưu trữ, quản lý và phân tích các thông tin môi trường và các dữ liệu liên quan. HTTTMT chứa đựng các thông tin về mô tả mặt đất (ví dụ các dòng chảy, đường giao thông, đất, thông tin về sử dụng đất, lớp thực vật, các dứt gãy địa tầng v.v..) khu vực dưới đất (ví dụ nước ngầm, các mỏ khoáng sản v.v…), dữ liệu về các hoạt động môi trường (ví dụ : các hoạt động khoan đào hố, đào giếng, khai thác gỗ v.v..) thông tin lưu trữ về quan trắc môi trường (ví dụ: dữ liệu về các mẫu môi trường, luồng khí ô nhiễm, ranh giới ô nhiễm v.v...), dữ liệu về điều kiện khí tượng thủy văn (ví dụ: lượng mưa, lượng bốc hơi, nhiệt độ, bức xạ, tốc độ gió), các hồ sơ và các mô tả về các dự án có liên quan (ví dụ: bản trình bày các tác động môi trường, bản đồ v.v...).

Thành phân cốt lõi của HTTTMT là một cơ sở dữ liệu không gian được cấu trúc chặt chẽ và dễ truy xuất, trong đó chứa đựng các thông tin phân bố không gian cùng với các thông tin thuộc tính liên quan của nó. Mục đích của HTTTMT là nhằm cung cấp các thông tin môi trường cần thiết cho các nhà quản lý dự án môi trường hay các nhà nghiên cứu, các đơn vị và cơ quan pháp chế. HTTTMT còn có thể đóng vai trò là một trung tâm thông tin công

63

cộng trong việc nâng cao nhận thức về môi trường. HTTTMT có thể được xây dựng, bảo dưỡng và phân bố thông qua nhiều kỹ thuật thông tin khác nhau.

4.5 Cơ cấu tổ chức của HTTTMT

Thành phần cốt lõi của HTTTMT là cơ sở dữ liệu không gian, chính vì vậy nhiệm vụ chính của công tác xây dựng HTTTMT là phát triển và quản lý một hệ cơ sở dữ liệu không gian. Cơ cấu này cần bao gồm cả các kỹ thuật thực hiện và đào tạo. Cơ cấu tổ chức của HTTTMT được mô tả trên Hình 4.2.

4.5.1 Phát triển hệ cơ sở dữ liệu không gian Việc phát triển cơ sở dữ liệu không gian (CSDLKG) bao gồm 2 thành phần chính: thu

thập các thông tin môi trường từ nhiều nguồn khác nhau và chuyển đổi các dữ liệu đó thành các định dạng dữ liệu phù hợp để có thể dễ dàng truy xuất và sử dụng.

4.5.1.1 Phát triển nguồn thông tin

Nguồn thông tin(Loại, Địa điểm, Phương

pháp)Duy trì và cập nhật

Phát triển dữ liệu không gian

Quản lý dữ liệu không gian

Xử lý dữ liệu(Quy trình, kiểm soát chất

lượng)

Phân bố(Trực tuyến, Internet, CD

ROM, USB)

GIS

Thực thi

Đào tạo

Hình 4.2. Cấu trúc hệ thống thông tin môi trường Các loại thông tin môi trường

64

Theo công trình [11] dữ liệu môi trường có thể chia thành 3 loại chính: dữ liệu mô tả vùng, dữ liệu về hiện trạng môi trường và mẫu môi trường, dữ liệu về các tiêu chuẩn giới hạn.

Dữ liệu về vùng mô tả các đặc điểm địa lý của vùng và các thông tin thuộc tính có liên quan của nó. Các đặc điểm địa lý mô tả đối tượng và hiện tượng thường thấy trong môi trường tự nhiên hoặc môi trường nhân tạo (ví dụ như đường xá, sông suối, hồ, sử dụng đất, lớp thực vật, phân bố các tầng ngậm nước, sinh cảnh v.v...). Dự liệu vùng thường được thu thập thông qua các cuộc khảo sát có quy mô lớn được thực hiện bởi các cơ quan nhà nước hoặc các tổ chức nghiên cứu độc lập. Các dữ liệu này có thể được thu thập bằng cách sử dụng phương pháp tiêu chuẩn và chuyển đổi thành các định dạng phù hợp cho khắp một vùng rộng lớn. Các số liệu này được xem xét kỹ thông qua một quá trình kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt trườc khi cung bố cho công chúng. Do cần công sức rất lớn để thực hiện khảo sát trên một quy mô lớn, cho nên các dữ liệu địa lý vùng không thể được thu thập theo chuỗi thời gian biến đổi. Bên cạnh đó, một số đặc trưng vật lý vùng (như đường xá, các toà nhà, sử dụng đất v.v...) thường xuyên thay đổi theo thời gian, do đó hệ thống cần được cập nhật các thông tin mới nhất nhằm có thể đảm bảo thu được các kết quả đáng tin cậy.

Dữ liệu hiện trạng và mẫu đo đạc môi trường là những dữ liệu thu thập được từ các hoạt động tại nhiều nơi hoặc tư các vị trí lấy mẫu khác nhau. Các thông số mô tả về các địa điểm và dữ liệu đó (ví dụ lượng mưa, dòng chảy tràn, lượng bốc hơi, dữ liệu về mẫu chất lượng môi trường, ranh giới ô nhiễm, các hố khoan, giếng đào v.v...) cũng được xem là dữ liệu môi trường. Các dữ liệu này thường được thu thập bởi các cơ quan nhà nước chuyên môn (ví dụ số liệu về khí tượng thủy văn được thu thập bởi các trạm thuỷ văn), các đơn vị nghiên cứu và các đơn vị tư nhân khác. Các dữ liệu này thường xuyên được bổ sung vào hệ cơ sở dữ liệu vốn đòi hỏi phải có đặc tính mở và dễ dàng cập nhật.

Dữ liệu giới hạn cho phép là các tiêu chuẩn được đặt ra bởi các cơ quan nhà nước (ví dụ như Luật, TCVN do Tổng cục đo lường chất lượng Việt Nam đo đạc phối hợp với các Viện nghiên cứu chuyên ngành thực hiện) nơi thực hiện các nghiên cứu sâu rộng về các tác động môi trường và sức khỏe và an toàn môi trường. Các tiêu chuẩn này thể hiện các giá trị nồng độ hoặc mức độ của các chất thành phần tương ứng với mức độ gây hiệu ứng lên môi trường mà dựa vào đó, các đánh giá khoa học có thể được thực hiện. Việc xác định các giá trị chấp nhận được tuỳ thuộc vào các yếu tố chính sách, kinh tế và xã hội của từng địa phương nhưng hầu hết đều được áp dụng theo giá trị chung. Các dữ liệu này thường không thay đổi tuy nhiên chung có thể thay đổi trong những trường hợp đặc biệt như có sự thay đổi của các điều Luật về môi trường.

Nguồn thông tin môi trường

Hầu hết các thông tin địa lý vùng được cung cấp bởi các cơ quan nhà nước. Dữ liệu

thường được đóng gói theo đĩa CD. Với sự phát triển của công nghệ máy tính cả phương diện máy tính cá nhân có tốc độ xử lý cao lẫn “siêu xa lộ thông tin” - mạng internet, nhiều loại dữ liệu có thể tải về trực tiếp từ internet. Các địa chỉ web cung cấp thông tin thường được sự bảo hộ của các tổ chức như:

- Các cơ quan nhà nước - Các cơ quan quốc tế - Phòng thương mại - Thư viện địa phương - Các nhà cung cấp tư nhân - Các người sử dụng GIS khác

65

Sau đây là địa chỉ các trang web hữu dụng trong việc tìm kiếm các thông tin về các

vùng: Dữ liệu địa vật lý http://edcwww.cr.usgs.gov/doc/edchome/ndcdb/ndcdb.html

- 1:250 000 - Scale Digital Elevation Model (DEM) - 1: 2 000 000- Scale Digital Line Graphs (DLG) – SDTS format - 1: 100 000 – Scale Digital Graphs (DLG)

4.5.1.2 Thiết kế hệ cơ sở dữ liệu không gian

Một hệ cơ sở dữ liệu không gian (DLKG) được tổ chức tốt cần phải bao gồm các dữ liệu dưới các định dạng phù hợp, mô tả được một cách chi tiết các khu vực địa lý. Tuy nhiên, trên thực tế thông tin thu thập được từ các nguồn khác nhau thường là nhiều định dạng dữ liệu khác nhau và mô tả nhiều khu vực khác nhau. Đây chính là một thách thức, chính vì vậy các thông tin thô này cần phải được xử lý thông qua các biện pháp chuyển đổi và thủ tục khai báo. Dữ liệu cuối cùng phải được kiểm tra và giảm sát nhằm đảm bảo chất lượng. Một khuyến cáo được đưa ra ở đây là : việc lập hồ sơ lưu trữ (metadata) các dữ liệu cùng với các dữ liệu được lưu trong hệ cơ sở DLKG cũng là một việc cần thiết.

Một hệ thống CSDL không gian được thiết kế tốt cần phải được tổ chức tốt và có cơ sở lý luận toàn diện và chặt chẽ. Yếu tố người sử dụng cần phải được quan tâm trong quá trình thiết kế. CSDL phải cho phép người dùng có thể xem được hết toàn bộ dữ liệu và có thể đánh giá được cách tương tác vào các khía cạnh khác nhau của CSDL. Điều này bắt buộc người sử dụng phải xác định được những vấn đề chính yếu, các vấn đề tiềm ẩn và các ràng buộc về tổ chức. CSDL cần phải thỏa được các nhu cầu của người sử dụng và có thể sử dụng trong các ứng dụng độc lập. Chúng cũng cần phải nhất quán và dễ sử dụng.

Một tiến trình thiết kế chuẩn bao gồm: xác định nội dung của CSDL, lựa chọn các tập hợp thông tin địa lý phù hợp, tổ chức nội dung thành một chuỗi các giao diện, và lập hồ sơ mô tả tiến trình thiết kế và kết quả thu được. Thông thường, quá trình thiết kế có thể chia thành 2 giai đoạn, thiết kế “khái niệm” và thiết kế “vật lý”.

Giai đoạn I: thiết kế “khái niệm” Thiết kế “khái niệm” bao gồm các hoạt động: đánh giá yêu cầu của người sử dụng,

nghiên cứu và đánh giá nguồn dữ liệu và xác định vùng nghiên cứu và hệ quy chiếu.

Đánh giá nhu cầu người sử dụng

Hệ CSDL cần phải được xây dựng sao cho có thể đáp ứng nhu cầu của người sử dụng. Dữ liệu cần được tổ chức dựa trên những đặc tính vốn có của nó thay vì theo mục đích sử dụng hay các ứng dụng. Cấu trúc dữ liệu phải hỗ trợ tất cả các nhu cầu của người sử dụng, (các nhu cầu này dựa theo các ứng dụng xác định theo yêu cầu của người sử dụng). Dựa trên kinh nghiệm thực tế, những câu hỏi sau được đặt ra để giải quyết trong quá trình đánh giá nhu cầu của người sử dụng:

- Ai là người sử dụng? - Người sử dụng ở đâu? - Loại dữ liệu nào được yêu cầu? - Yêu cầu về tính chính xác của dữ liệu? - Người sử dụng sẽ truy xuất thông tin từ hệ CSDL như thế nào?

66

- Người sử dụng truy xuất dữ liệu có thường xuyên không? -

Giai đoạn 2: Thiết kế “vật lý”- Thu thập các tệp dữ liệu- Xử lý các tệp dữ liệu- Lập từ điển dữ liệu - Chuẩn bị metadata

Phát triển CSDL không gian

Giai đoạn 1: Thiết kế quan điểm- Đánh giá nhu cầu người sử dụng- Nghiên cứu nguồn dữ liệu- Đánh giá nguồn dữ liệu- Xác định vùng nghiên cứu- Xác định hệ quy chiếu bản đồ

Hình 4.3. Sơ đồ tiến trình phát triển CSDL không gian

Nghiên cứu nguồn dữ liệu

Loại dữ liệu và các yêu cầu về mức độ chính xác cần phải được xác định trước khi thực hiện nghiên cứu nguồn dữ liệu. Các phương pháp sau có thể sử dụng để nghiên cứu nguồn thông tin:

- Tìm kiếm từ những nguồn dữ liệu sẵn có - Tự tạo dữ liệu bằng các phương pháp sử dụng scan (quét ảnh), hệ thống GPS, COGO

và số hoá bản đồ hay phương pháp không ảnh. - Khai thác thông tin trên Internet - Trao đổi, mua bán thông tin từ các nhà cung cấp

Đánh giá nguồn dữ liệu

Trong công tác đánh giá nguồn dữ liệu cần quan tâm đến các vấn đề sau:

- Hệ quy chiếu bản đồ: tất cả dạng dữ liệu cần phải được chiếu từ hệ quy chiếu nguyên thủy ban đầu lên một bản đồ nhất định đã được xác định cho hệ CSDL không gian.

- Tỉ lệ - Mức độ chi tiết cần thiết cho ứng dụng GIS được xác định bởi tỉ lệ (scale) của nguồn dữ liệu mà theo đó, tác động đến các dạng thuộc tính. Tỉ lệ chính là thước đo của độ phân giải của dữ liệu GIS.

- Độ chính xác - Một vài ứng dụng sẽ đòi hỏi độ chính xác cao hơn các ứng dụng khác.

67

- Tính tương thích - Định dạng của dử liệu mà bạn thiết lập phải tương thích với các dữ liệu khác và với phần mềm GIS mà người sử dụng đang dùng. Tính tương thích của dữ liệu được quyết định chính yếu bởi các tiêu chuẩn về dữ liệu. Các tiêu chuẩn về dữ liệu thiết lập trật tự cho các quá trình phát triển dữ liệu và được sự chấp thuận của tất cả các nhà sản xuất chương trình GIS. Có rất nhiều tiêu chuẩn về dữ liệu trong công nghiệp GIS. Tiêu chuẩn được đề cập nhiều nhất trong thời gian gần đây là Tiểu chuẩn về truyền tải dữ liệu không gian (Spatial Data Transfer Standard – SDTS).

- Tính rõ ràng - Độ rõ ràng của các nguồn dữ liệu kỹ thuật số ra sao ? Nó có đáp ứng được yêu cầu cho phần mềm của bạn hay không?

- Độ phân giải – nghĩa là vật thể nhỏ nhất có thể thể hiện trên bản đồ theo một tỉ lệ đã trước (chẳng hạn những vật thể có kích thước nhỏ hơn 2 mẫu Anh sẽ được thể hiện như các điểm trên bản đồ có tỉ lệ 1:24.000)

- Tuổi thọ của dữ liệu - Một vài đặc tính địa lý thường xuyên thay đổi theo thời gian, ví dụ như các con đường giao thông mới, phân bố sử dụng đất và phân bố thảm thực vật. Việc cập nhật dữ liệu thường xuyên là một công việc cần thiết để một hệ CSDL có tính tin cậy cao.

Xác định vùng nghiên cứu

Giới hạn của vùng nghiên cứu cần được xác định dựa trên yêu cầu của người sử dụng

trước khi thực hiện bất kỳ các tiến trình nào sau đây. Việc xác định giới hạn vùng nghiên cứu có 2 mục đích chính. Trước hết, tỉ lệ và độ phân giải của thông tin không gian chủ yếu lệ thuộc vào quy mô của khu vực nghiên cứu. Các file GIS thường chiếm dụng dung lượng lưu trữ rất lớn. Việc thành lập các thông tin với số lượng nhiều và mức độ chi tiết cao không chỉ chiếm nhiều dung lượng lưu trữ mà còn làm giảm tốc độ truy xuất dữ liệu từ đĩa lưu trữ khi dung lượng ngày càng nhiều. Mặt khác, việc giảm tỉ lệ bản đồ đồng nghĩa với việc làm giảm mức độ phân giải của bản đồ, các yếu tố thể hiện sẽ bị các hiệu ứng như mịn hóa, đơn giản hóa, trùng lắp và làm giảm kích thước. Việc lựa chọn tỉ lệ là yếu tố quyết định trong sự cân nhắc giữa yếu tố chi phí và tính hiệu dụng của CSDL. Thứ hai, một khu vực nghiên cứu được xác định rõ ràng sẽ làm lọai bỏ được các thông tin không cần thiết không liên quan gì đến yêu cầu của người sử dụng và các tập hợp dữ liệu có thể có một phạm vi địa lý phù hợp. Yếu tố này đặc biệt quan trọng khi các tập hợp dữ liệu được thể hiện theo lớp bản đồ.

Xác định hệ quy chiếu bản đồ

Hệ quy chiếu bản đồ là một yếu tố quan trọng trong việc thiết kế CSDL không gian.

Hệ thống lưới tọa độ của trái đất được diễn đạt bằng các đường kinh tuyến và vĩ tuyến vốn có cấu trúc không gian 3 chiều, tuy nhiên hệ lưới tọa độ Đề các dùng trong bản đồ lại dược thể hiện trên mặt phẳng 2 chiều. Hệ lưới tọa độ là kết quả của quá trình chiếu các lưới tọa độ từ không gian 3 chiều lên trên một mặt phẳng 2 chiều. Các tọa độ của thế giới thực được xác định theo các trục tọa độ x, y. Việc chuyển đổi các tọa độ địa lý từ lưới tọa độ cầu sang lưới tọa độ 2 chiều tạo nên hiệu ứng làm biến dạng một hoặc nhiều thuộc tính không gian (diện tích, hình dạng, khoảng cách hay hướng). Một hệ quy chiếu bản đồ chuyên biệt nhất định phải bảo toàn được một thuộc tính không gian nhờ sự hy sinh những tính chất khác. Hệ quy chiếu bản đồ là một mô tả hệ thống tất cả hoặc một phần của mặt đất trên mặt phẳng trong đó đã có hiệu chỉnh và tính toán đến các hiệu ứng biến dạng đề cập ở trên. Để diễn đạt các dữ liệu không gian lên bản đồ một cách có hiệu quả, cần phải lựa chọn một hệ quy chiếu thích hợp sao cho các hiệu ứng biến dạng là thấp nhất.

68

Tất cả tập hợp các dữ liệu không gian có thể sử dụng cùng một hệ quy chiếu chuyển đổi từ hệ quy chiếu nguyên thủy của nó trước khi thực hiện các quá trình chồng lớp và phân tích.

Giai đọan II: Thiết kế “vật lý”

Các yếu tố trong giai đọan thiết kế “vật lý” là thu thập các tập hợp dữ liệu dựa trên yêu cầu của người sử dụng, xử lý các tập dữ liệu thành các định dạng phù hợp với một ranh giới địa lý và hệ quy chiếu hợp lý, lập các hồ sơ CSDL.

Thu thập các tập dữ liệu

Chi phí cho việc thu thập dữ liệu có thể sẽ rất lớn, đặc biệt là trong trường hợp tạo mới

hoặc tự động hóa dữ liệu. Sử dụng các dữ liệu sẳn có trên internet có thể là giải pháp hiệu quả về kinh tế. Các tập dữ liệu trên internet được xắp xếp theo đề mục dựa trên các ranh giới hành chính hay các mảnh bản đồ. Nhiều mục dữ liệu cần thu thập để phục vụ cho cả vùng nghiên cứu. Tất cả các đề mục dữ liệu phục vụ cho vùng nghiên cứu cần phải được xác định rõ trước khi tiến hành tải dữ liệu từ trang Web. Một vài trang web cho phép lựa chọn dữ liệu bằng cách sử dụng phương pháp đồ họa giúp cho việc xác định dẽ dàng hơn.

Xử lý các tập dữ liệu

Có nhiều tiến trình xử lý dữ liệu khác nhau tùy thuộc vào các tập dữ liệu khác nhau và

nguồn cung cấp, tuy nhiên, quá trình này bao gồm các bước cơ bản sau ứng dụng cho công việc xử lý các dữ liệu không gian ESRI của các phần mềm ARC/INFO:

- Giải nén các file nén; - Định dạng lại các tập tin cho tương thích với ARC/INFO; - Kết nối các tập dữ liệu lại để hình thành các tập lớn hơn không giống nhau; - Hiệu chỉnh thuộc tính của các thông tin cho phù hợp với yêu cầu của khách hàng; - Chiếu các tập dữ liệu đã được pha trộn lên một hệ quy chiếu đã định sẵn ; - Thu nhỏ các tập dữ liệu từ tập hợp các dữ liệu lớn hơn và chỉ giới hạn trong vùng

nghiên cứu. Một vài bước xử lý bổ sung cần được thực hiện tùy thuộc vào các dạng dữ liệu đặc

biệt. Ví dụ đôi lúc cần bổ sung thêm các thuộc tính mô tả chi tiết hơn cho các đối tượng theo các bảng mô tả thuộc tính. Trong trường hợp này, công tác hiệu chỉnh bảng thuộc tính cần được thực hiện.

Lập từ điển dữ liệu

Từ điển dữ liệu mô tả cấu trúc của hệ CSDL và nhiều thông tin khác nhằm giúp người

sử dụng có thể hiểu được cấu trúc của hệ CSDL. Từ điển dữ liệu cung cấp các tên của dữ liệu, nội dung dữ liệu, các dạng của dữ liệu (dạng bao phủ, lưới, hình ảnh, v.v..) và các hệ quy

69

chiếu (nếu có). Từ điển CSDL có thể bao gồm các thông tin sau (theo ESRI educational services, 1996b).

- Lý lịch: lý lịch dữ liệu mô tả các nguồn dữ liệu được thu thập đã sử dụng và ngày tháng hình thành dữ liệu, cũng như các quá trình xử lý và chuyển đổi để cho ra sản phẩm cuối cùng. Các thông tin này là cần thiết để giúp người sử dụng có thể quyết định cách sử dụng dữ liệu phù hợp hoặc cho phép duy trì, cập nhật dữ liệu.

- Độ chính xác về vị trí: mô tả độ tin cậy của các thông tin về vị trí. - Độ chính xác của thuộc tính: độ chính xác của thuộc tínhmô tả độ sai số được dự báo

do sự bỏ quên và trách nhiệm đối với các đặc trưng được thể hiện trên bản đồ cùng các thuộc tính của nó.

Chuẩn bị metadata

Metadata là các dữ liệu mô tả về dữ liệu. Chúng là các thông tin bổ sung nhằm gia tăng tính hữu dụng của các dữ liệu. Matadata là những thông tin toàn diện, có hệ thống, và diễn giải về nội dung, cấu trúc, mối tương quan và phương thức sử dụng của hệ CSDL. Quản lý Metadata là đa chiều, nó bao gồm các khía cạnh sau (ESRI White Paper series, 1997a):

- Kiểm kê các dữ liệu hiện có - Định nghĩa tên và các đề mục dữ liệu - Xây dựng hệ thống từ khóa cho tên và các định nghĩa - Tạo mục lục cho các từ khóa để dễ truy cập - Ghi chép lại các quá trình đã thực hiện trên dữ liệu kể cả những dữ liệu đã tham gia

vào sự lựa chọn ban đầu - Lập hồ sơ về cấu trúc dữ liệu đã sử dụng và mô hình dữ liệu đã thực hiện - Ghi chép các giản đồ CSDL luận lý và vật lý - Lập hồ sơ các mối quan hệ giữa các mục dữ liệu trong các tập dữ liệu khác nhau cũng

như quan hệ giữa các tập dữ liệu - Ghi chép các bước xử lý dữ liệu bao gồm lựa chọn phương pháp giai đoạn trước thu

thập, phương pháp thu thập, chuyển đổi, hiệu chỉnh và phân tích - Lập hồ sơ cách thức thể hiện dữ liệu lựa chọn (ví dụ hệ quy chiếu bản đồ) - Lập hồ sơ các chương trình ứng dụng metadata kể cả biểu đồ tiến độ cho các chương

trình ngôn ngữ macro - Cập nhật hệ CSDL theo cách thức phù hợp và theo định kỳ

4.5.2 Quản lý hệ CSDL không gian (CSDLKG)

Quản lý hệ CSDLKG bao gồm quản trị dữ liệu và phân phối dữ liệu (Hình 4.2).

4.5.2.1 Quản trị CSDL không gian

Quản trị CSDL bao gồm các việc như lưu trữ (storage), bảo trì (maintenance), cập nhật (update), dự phòng (bakup) CSDL hàng ngày.

Lưu trữ CSDL

Hiện nay, dữ liệu không gian có thể được lưu trữ với nhiều định dạng khác nhau bằng cách sử dụng phần mềm ESRI. 5 định dạng lưu trữ được liệt kê dưới đây:

70

a. Thư viện ngôn ngữ ARC/INFO (ARC/INFO librarian): Nếu hệ CSDL không gian một cách luận lý (logically) được quản lý theo tập các lớp bản đồ, thư viện ngôn ngữ ARC/INFO có thể được sử dụng để thực hiện vật lý các hệ thống này như một thư viện bản đồ. Thư viện ngôn ngữ ARC/INFO quản lý một phạm vi rộng lớn bằng cách chia nó ra thành các lát (tiles) khác nhau. Từng lát dữ liệu được thể hiện như một workspace (không gian làm việc) trong đó chứa tất cả thông tin dữ liệu của một phạm vi không gian cho trước. Thư viện ngôn ngữ ARC/INFO là một thư viện bản đồ có tính tương tác, nó có cơ chế theo dõi xem người dùng nào đang làm việc với lớp bản đồ nào vì thế 2 người dùng sẽ không làm nhiễu lẫn nhau trong suốt quá trình hiệu chỉnh dữ liệu. Nó cũng có thể theo dõi lịch sử thông tin ( nghĩa là nó lưu lại các thông tin ai là người hiệu chỉnh lớp bản đồ nào tuy nhiên lại không lưu lại thông tin mô tả sự thay đổi đó diễn ra theo các bước nào).

b. ArcStorm: Nếu công việc quản lý dữ liệu có những đặc điểm riêng hay nếu sự giải quyết phức tạp kéo theo những bảng phức tạp, khi đó các đặc trưng phải được quản lý bằng một cách phù hợp và hệ CSDL ArcStorm là một sự lựa chọn phù hợp. ArcStorm cho phép nhiều người sử dụng có thể làm việc trên cùng một thông tin hay bảng trong cùng một thời điểm nhưng không cùng đặc trưng hay hàng. ArcStorm còn hỗ trợ đầy đủ sự thay đổi các rãnh. Tư liệu liên quan tới sự thay đổi (biến đổi) có thể được lưu trữ và sử dụng để hạ giá các CSDL hay tạo ra các hiển thị sự thay đổi của dữ liệu.

c. Cỗ máy CSDL không gian (Spatial Database Engine - SDE) Nếu hệ CSDL chứa đựng hàng triệu đối tượng và chúng đòi hỏi môi trường CSDL

quan hệ tiêu chuẩn chạy trên máy chủ, còn gọi là cấu trúc xử lý khách hàng/máy chủ (client/server), khi đó hệ thống SDE là một sự lựa chọn phù hợp. SDE là một tập các truy vấn dữ liệu và các công cụ xử lý địa lý cho phép tiếp cận các mức độ lập trình các ứng dụng địa lý. Mô hình dữ liệu là hướng đối tượng, có nghĩa là các dữ liệu hình học và các dữ liệu thuộc tính gắn liền với các đối tượng không gian (ví dụ một khoảnh đất) được lưu trữ chung với nhau và chỉ cần một lần truy xuất đĩa lưu trữ để truy xuất dữ liệu. Các đối tượng không gian được lưu trữ trong một hệ CSDL liên tục. Trong nhiều khía cạnh, SDE lựa chọn sáng giá cho các server dữ liệu trong hệ thống Internet bởi vì nó có một số ưu điểm sau:

- Khả năng xử lý các đối tượng địa lý cao - Là một hệ thống mạng máy chủ/khách đích thực - Có được tất cả ưu điểm của hệ thống quản lý hệ CSDL (sao lưu, phục hồi, khả năng

làm việc mạng, các công cụ v.v…) - Hộ trợ xử lý đa kênh, đa xử lý - Giao diện các ứng dụng được mở cho sự giao tiếp với lập trình viên - Các máy khách GIS với khả năng kết nối internet - Hỗ trợ nhiều người dùng đọc hoặc ghi dữ liệu cùng lúc

SDE không có giao diện đồ họa người dùng. Khả năng lập trình và sử dụng thành thạo

lập trình giao diện C (API) là những yêu cầu bắt buộc khi sử dụng SDE.

71

Quản lý CSDL không gian

Quản trị CSDL không gian:- Lưu trữ CSDL- Bảo dưỡng CSDL

Phân phối CSDL không gian:- CSDL trực tuyến- CD-ROM- Internet

Hình 4.4. Sơ đồ dòng thông tin trong bước quản lý CSDL không gian

d. Vùng làm việc (Workspace): Nếu hệ CSDL chỉ một cách giới hạn các lớp không

gian với một phạm vi có thể quản lý, không yêu cầu các truy vấn SQL, hỗ trợ đa người dùng và theo dõi lịch sử thông tin, khi đó hệ thống quản lý CSDL không gian theo vùng làm việc là một sự lựa hiệu quả. Vùng lựa chọn là một thư mục có thể chứa các lớp, lưới và các file INFO. Nó cũng có thể chứa các lọai file và thư mục khác. Các file INFO không có các ưu điểm như đã kể trên nhưng cung cấp một môi trường phân tích dữ liệu rất dễ dàng và mạnh mẽ. ARC/INFO cung cấp các công cụ để chuyển đổi các bảng giữa các định dạng INFO, SQL và dBASE.

e. Hệ thống quản lý CSDL quan hệ ngoại vi: cũng có thể được chọn để chứa các bảng. Các bảng có thể truy nhập bằng cách sử dụng tích phân hệ CSDL (DATABASE INTEGRATOR), hệ CSDL ArcStorm hoặc thông qua ArcView. Một trong những lí do để chọn hệ thống quản lý CSDL quan hệ ngoại là vì một lượng lớn dữ liệu và bảng đang được lưu trữ trong các hệ CSDL quan hệ ngoại vi và các thông tin không gian không phải là trung tâm của hệ CSDL. Trong trường hợp này, các câu lệnh truy vấn có thể được thực thi trong hệ CSDL quan hệ ngoại vi để thu nhận các tập hợp con của dữ liệu và phần mềm GIS có thể được sử dụng như công cụ phân tích.

Bảo dưỡng hệ CSDL

Hoạt động bảo dưỡng CSDL hàng ngày có liên quan đến việc cập nhật CSDL và sao

lưu. Để thiết kế một hệ CSDL có tổ chức tốt, phù hợp và có chất lượng cao đòi hỏi một nổ lực rất lớn. Nỗ lực bỏ ra để giữ cho nó có độ chính xác và tính cập nhật cao cũng không hề ít. Một lịch trình cập nhật thích hợp cần được xây dựng tương ứng cho từng lọai dữ liệu. Nhiều họat động và mẫu môi trường cần được cập nhật hàng ngày; một số khác cần cập nhật hàng tuẩn, hàng tháng hoặc định kỳ hàng năm. Các dữ liệu vùng địa lý có thể không cần phải cập nhật thường xuyên như các họat động và mẫu môi trường, tuy nhiên, người quản trị dữ liệu cần

72

phải nỗ lực giữ cho dữ liệu trong các trạng thái có thể chấp nhận được bằng cách cộng tác với các nhà cung cấp, kiểm tra đầu vào, đầu ra và thực hiện các phép kiểm tra.

Sao lưu dữ liệu là một trong những nhiệm vụ cốt yếu của người quản trị hệ CSDL. Một lịch trình sao lưu thường xuyên cần phải được xây dựng và phát triển. Sao lưu bảo đảm cho dữ liệu được toàn vẹn trong trường hợp hệ thống gặp sự cố và bảo vệ các CSDL GIS trong trường hợp chúng bị xóa một cách tình cờ. Mức độ an toàn của hệ thống cũng có thể bị phá vỡ bởi các thiên tai như hỏa họan, lũ lụt, động đất và bão. Nhiều công ty cho phép thực hiện sao lưu ngoại tuyến off-site trong đó các tổ chức trả chi phí cho sự an tòan của hệ CSDL GIS. Những công ty này có hệ thống an ninh riêng và được xây dựng để chống lại các thiên tai.

4.5.2.2 Phân phối hệ CSDLKG

Tính hiệu quả của hệ CSDLKG hoàn toàn tùy thuộc vào khả năng truy cập vào hệ CSDL, được định nghĩa theo các tiêu chí sau:

- Phạm vi phân phối: Có bao nhiêu người có khả năng truy cập được dữ liệu ? - Định dạng phân phối CSDL – theo yêu cầu nào thì người dùng nào có thể truy nhập

được vào hệ CSDL ? - Tính dễ sử dụng - Việc truy xuất dữ liệu được thực hiện với tốc độ nhanh bao nhiêu ?

Mức độ dễ dàng trong việc truy vấn hoặc tìm kiếm dữ liệu ? Dữ liệu cần dung lượng lưu trữ bao nhiêu ?

- Mức độ cập nhật của dữ liệu - Hệ CSDL được cập nhật thường xuyên như thế nào?

Có nhiều lựa chọn để phân phối CSDLKG đến người dùng đầu cuối. Các phương thức thường dùng được liệt kê dưới đây:

- Hệ CSDL trực tuyến. - CD-Rom - Mạng internet/intranet

CSDL trực tuyến:

Một hệ CSDL trực tuyến có phạm vi phân phối giới hạn. Khiếm khuyết chủ yếu của

nó là chỉ có người dùng được cấp quyền truy nhập mạng mới có thể truy xuất dữ liệu. Một khuyết điểm khác là sự hoạt động phụ thuộc vào sự truy nhập thông qua các mạng phạm vi rộng (WAN) và mạng nội bộ (LAN) đến hệ CSDL trung tâm. Sự truy nhập vào hệ CSDL bị cắt đứt khi kết nối mạng từ máy chủ và máy khách gặp sự cố.

Phân phối dữ liệu trên hệ CSDL trực tuyến còn bị giới hạn về băng thông mạng. Các dự liệu không gian thường có dung lượng rất lớn. Việc tải các dữ liệu theo yêu cầu diễn ra chậm chạp sẽ làm chậm quá trình xử lý và gây khó khăn cho việc sử dụng dữ liệu. Trường hợp này không phải là vấn đề lớn đối với những người dùng sử dụng mạng LAN. Mạng LAN cung cấp kết nối băng thông rộng trong khảng cách ngắn, trong khi mạng WAN lại cung cấp băng thông hẹp tên một khoảng cách xa. Vì thế, việc truy xuất dữ liệu bằng mạng LAN có thể nhanh hơn so với việc sử dụng mạng WAN và mạng intrnet nhưng chậm hơn việc truy xuất dữ liệu trực tiếp từ ổ cứng.

73

Ưu điểm chính yếu của hệ CSDL trực tuyến là tất cả các dữ liệu có thể quản lý trong môi trường đơn lẻ (single environment). Dữ liệu có thể dễ dàng cập nhật và sao lưu. Hệ CSDL trực tuyến đặc biệt hữu dụng để quản lý một hệ CSDL rộng lớn, trong đó dữ liệu dó thể đến mức gigabyte hoặc tetrabyte. Chỉ cần bảo dưỡng một bản sao dữ liệu duy nhất. Các người dùng chỉ truy xuất các tập dữ liệu con cho các ứng dụng đơn lẻ. Vì thế tiết kiệm dung lượng chứa và bảo tòan được dữ liệu. Một ưu điểm khác là nếu hệ CSDLKG được lưu trữ trực tiếp trong một hệ CSDL quan hệ được định nghĩa rõ ràng, khi đó các tìm kiếm và truy vấn được cho phép theo topo. Điều này cung cấp dịch vụ truy cập dữ liệu không gian nhanh hơn và sự chồng lớp không gian động hơn trên hệ CSDL.

Xây dựng hệ CSDLKG trực tuyến đòi hỏi các thiết kế, xây dựng và bảo dưỡng rất phức tạp. Chi phí bỏ ra cho phần cứng và phần mềm tùy thuộc hoàn toàn vào kích kỡ của hệ CSDLKG.

Hệ CSDLKG trực tuyến thường được cập nhật và bảo dưỡng hàng ngày bởi người quản trị dữ liệu. Nó cung cấp các dữ liệu chính xác và cập nhật nhất.

CD-ROM

CD-ROM là dạng phân phối cơ sở dữ liệu rất phổ biến khác. Công nghệ xuất bản CD-ROM bắt đầu tăng nhanh từ những năm 1990. Nó đã trở thành tiêu chuẩn cho việc xuất phần mềm và dữ liệu. Kỹ thuật chính CD-ROM với giá thành thấp đã làm cho việc xuất dữ liệu trên CD-ROM được thực hiện ở hầu hết các cơ quan. Hàng triệu ổ CD-ROM lắp vào máy tính và được thực hiện theo tiêu chuẩn ISO 9660, điều này làm dữ liệu CD-Rom phân phát một cách an toàn và có sự chọn lựa. Với dung lượng 600 MB và giá thành thấp cho mỗi đĩa CD-ROM là sự lựa chọn lý tưởng để phân phối bộ dữ liệu lớn cho bạn đọc.

Thuận lợi đầu tiên của CD-ROMs như một lựa chọn của sự phân phối cơ sở dữ liệu không gian là tốc độ cao của đường dẫn vào dữ liệu. Những bộ dữ liệu đồ họa lớn cần được truy cập và lấy ra trực tiếp từ bộ phận đĩa không gian mà không có bất kỳ sự can thiệp của sự thực hiện mạng lưới ( hệ thống ). Bất lợi đầu tiên của dữ liệu trên CD-ROM là chúng không được cập nhật dữ liệu mới nhất. Hơn nữa, CD-ROM có thể đắt tiền và tiêu tốn nhiều thời gian.

CD-ROM thường thích hợp hơn cho bộ dữ liệu địa lý địa phương bởi vì nhu cầu cập nhật dữ liệu của họ không nhiều. Nếu CD-ROM là một sự lựa chọn phân phối cho cơ sở dữ liệu không gian thì tốt nhất hãy dành cho mối liên hệ dữ liệu không gian tĩnh, giá thành CD – ROM rẻ hơn hệ thống mạng. Những kênh mạng có thể được giữ lại cho những trường hợp khẩn cấp hơn và khi nhu cầu cập nhật dữ liệu thường xuyên hơn. Sự kết hợp của CD-ROM cho cơ sở thông tin tĩnh và Internet cho nhiều thông tin được cập nhật và hợp thời được xem là một xu hướng trong tương lai.

Internet/ Intranet

Thuật ngữ Internet thì thường được sử dụng cho hệ thống mạng toàn cầu. Thuật ngữ Intranet thường được ứng dụng cho hệ thống mạng nội bộ sử dụng kỹ thuật Internet chuẩn. Một Intranet thì thường được tách từ Internet bởi một bức tường lửa ( một thiết bị điện tử để lọc mạng giao thông).

Internet là hệ thống mạng lớn nhất thế giới, nó được thống nhất bởi sự sử dụng chung bằng phương thức Internet (Internet Protocol - IP). Chuẩn truyền thông này cho phép những phần cứng không đồng nhất truyền thông đạt có hiệu quả trong một môi trường chung

74

đó là mở rộng, không đắt tiền, dễ sử dụng, hỗ trợ nhiều kênh truyền thông (đồ thị, video, và âm thanh) và cung cấp khả năng siêu liên kết.

Trong phạm vi của GIS, Internet có nhiều tiềm năng sử dụng như là việc công bố dữ liệu, bán và phân phối sản phẩm, và những dịch vụ GIS.

Internet/ Intranet như là một lựa chọn phân phối cơ sở dữ liệu tĩnh. Cách lựa chọn này nhiều thuận nhất là có phạm vị phân phối rất rộng lớn. Càng ngày càng có nhiều cơ quan chính phủ và những nhà cung cấp dữ liệu khác đang xuất dữ liệu phạm vi chung của họ lên Internet/Intranet. Nếu như trước đây để nhận được những dữ liệu này, cần nhiều tháng để xử lý với giá thành rất cao. Với “Với xa lộ siêu thông tin – Internet”, chỉ cần nhấp chuột ngay tức khắc và dữ liệu thì miễn phí.

Giải pháp này không chỉ cung cấp dữ liệu nhanh chóng và miễn phí mà còn cung cấp dữ liệu được cập nhật mới hơn. Với một hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu liên hệ giao diện tốt, Internet/ Intranet có thể cung cấp ngay cả dữ liệu tĩnh mà được cập nhật hằng ngày hoặc dữ liệu thường thay đổi.

Hơn nữa, giải pháp Internet/ Intranet không chỉ phân phối trực tuyến dữ liệu tĩnh mà còn cần thiết để phân phối trực tuyến GIS. Theo ESRI, giải pháp Internet cho GIS cần tuân thủ những yêu cầu sau ( ESRI White Paper Series, 1997b):

- Công cụ chuẩn đơn giản và nền độc lập: Dữ liệu GIS và xử lý chúng cần được thực hiện bằng cách sử dụng các browser chuẩn tiến trình và dữ liệu GIS nên dùng lướt qua tiêu chuẩn và kỹ thuật phụ và tự do của hỗn hợp phần cứng môi trường.

- Động lực và lối vào dữ liệu an toàn: người sử dụng nên có lối vào dữ liệu tương tác và xuất bản đồ chính xác. Bởi người sử dụng tách từ cơ sở dữ liệu, trọn vẹn và cẩn thận có thể được duy trì dễ dàng.

- Bản đồ phong phú và khả năng GIS: trung tâm sử dụng mà có những công cụ tinh vi cho hiển thị, nghi vấn và phân tích có thể giữ và tiến trình dữ liệu

- Đủ loại dữ liệu: cả trường quét và hướng dữ liệu nên được ủng hộ trong ứng dụng Internet. Tất cả loại dữ liệu này được sử dụng cho tiến trình địa lý, nhưng trường dữ liệu có thể được dùng để trình bày một bản đồ trường mà giống như một bản đồ thật.

Điều không thuận lợi chính của giải pháp Internet/Intranet là sự phục thuộc nặng nề

vào khả năng của hệ thống. Thất bại của hệ thống có thể chấm dứt hoàn tất tiến trình cơ sở dữ liệu. Sự chuyển động mạnh trên Internet cũng có thể làm giảm tiến trình dữ liệu và làm cho nó khó sử dụng, đặc biệt là những tập tin GIS lớn.

4.6 Các nguyên lý xây dựng Hệ thống thông tin môi trường

Hệ thống thông tin môi trường được xây dựng và hình thành dựa trên nguyên lý module. Các module này được xây dựng tương đối độc lập nhưng có thể tích hợp được với nhau. Như vậy một câu hỏi đặt ra là: các nguồn thông tin nào sẽ tham gia vảo HTTTMT, hay nói cách khác HTTTMT gồm những khối module như thế nào. Trong thời gian qua, cùng với nhiều nhóm nghiên cứu khác, tác giả giáo trình này có cơ hội thực hiện một số đề tài theo hướng xây dựng hệ thống thông tin môi trường cho một số tỉnh thành. Các đề tài này đã được nghiệm thu và đưa vào ứng dụng tại một số địa phương trong cả nước. Phần dưới đây là sự kết hợp giữa kinh nghiệm của tác giả cũng như tham khảo một số tài liệu được trình bày trong phần tài liệu tham khảo của cuốn sách.

75

4.6.1 Thông tin tư liệu – cơ sở quan trọng của HTTTMT

Để cho HTTTMT tồn tại và phát triển, điều quan trọng là phải thường xuyên bổ sung, cập nhật vào nó các thông tin môi trường mới. Thông tin trong HTTTMT được bổ sung bởi các dạng báo cáo sau đây: báo cáo thống kê các cấp, báo cáo nhanh và báo cáo cơ sở từ các tổ chức xí nghiệp, các tiêu chuẩn chất lượng liên quan tới tiêu chuẩn phát thải cho phép cũng như xả thải cho phép đối với từng xí nghiệp, tài liệu của các cơ quan tổ chức địa phương, giấy phép sử dụng tài nguyên thiên nhiên.

Hình 4.5. Các thông tin môi trường trong khối tra cứu

Tóm lại HTTTMT cần phải được xem xét như một tập hợp các hệ thống tích hợp được

liên kết bởi các phần mềm có cùng mục tiêu, mục đích, danh mục các bài toán cần giải quyết.

4.6.2 Xây dựng khối ngân hàng dữ liệu

Cơ sở và cũng là một trong những nhánh chính của HTTTMT chính là Hệ con các ngân hàng dữ liệu liên quan tới bảo vệ môi trường được ban hành với các cơ cấp chính quyền từ Trung ương tới các địa phương. Các Bộ luật, Nghị định, Thông tư, Chỉ thị, Quyết định và các hướng dẫn thực hiện đi kèm là nguồn bổ sung quan trọng cho ngân hàng dữ liệu về môi trường. Bên cạnh đó các thông tin, dữ liệu liên quan tới quan trắc môi trường là một trong những hệ con quan trọng nhất.

Hình 4.6. Cơ sở thông tin môi trường trong khối ngân hàng dữ liệu

Hiện nay Cục Bảo vệ môi trường thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường là cơ quan phụ

trách, điều phối mạng lưới quốc gia về quan trắc môi trường. Một số cơ quan được tham gia vào mạng lưới này là: Viện Môi trường và Tài nguyên (thuộc Đại học quốc gia Tp. HCM), Viện kỹ thuật nhiệt đới và môi trường (thuộc UBND thành phố Hồ Chí Minh), Trung tâm Tài nguyên môi trường và Công nghệ sinh học (thuộc Đại học Huế), Đại học xây dựng Hà Nội,…. Các dữ liệu được thu thập bởi các đơn vị này được chuyển giao cho Cục Bảo vệ môi

76

trường. Hiện nay các số liệu này chưa được công bố cho sử dụng rộng rãi. Đây cũng là một hạn chế cần được xem xét. Về mặt pháp lý, ngày 19/12/2003 thủ tướng chính phủ đã ký Nghị định số 162/2003/NĐ – CP ban hành Quy chế thu thập, quản lý, khai thác, sử dụng dữ liệu, thông tin về tài nguyên nước trong đó khẳng định Bộ Tài nguyên và Môi trường là cơ quan điều phối công tác quản lý dữ liệu, thông tin về tài nguyên nước. Thiết nghĩ cần thiết phải thông qua các quy chế tiếp theo nhằm đảm bảo tính pháp lý của các thông tin tài nguyên và môi trường, đảm bảo thông tin không bị “chế biến” dẫn tới độ kém tin cậy của thông tin sau khi qua tay nhiều tổ chức khác nhau.

4.6.3 Xây dựng khối cơ sở pháp lý cho đối tượng cần quản lý

Khối này trong HTTTMT chứa đựng thông tin về xí nghiệp liên quan tới sử dụng tài

nguyên thiên nhiên như : thông tin về trang thiết bị, về tình trạng kỹ thuật của thiết bị làm sạch; dữ liệu liên quan tới phát thải, xả thải và chất thải, giấy phép sử dụng tài nguyên; báo cáo của các xí nghiệp liên quan tới công tác bảo vệ môi trường, khả năng trao đổi thông tin về sử dụng tài nguyên bằng đĩa CD hay các phương tiện tin học khác, hiện trạng ứng dụng các phần mềm trong xí nghiệp để xử lý số liệu, tự động hóa công tác bảo vệ môi trường.

�Tình hình sử dụng tài nguyên của CSSX:- Thông tin về trang thiết bị làm sạch- Dữ liệu phát thải, xả thải hàng năm- Dữ liệu về chất thải- Báo cáo đánh giá tác động môi trường hàng năm

�Sơ đồ công nghệ của CSSX:- Nước- Không khí- Chất thải

Cơ sở pháp lý - Giấy phép môi trường

Hình 4.7. Cơ sở thông tin môi trường trong khối Cơ sở pháp lý

Mục tiêu chính của giấy phép môi trường – xây dựng CSDL sử dụng hợp lý các nguồn

tài nguyên thiên nhiên, xây dựng mạng thông tin báo cáo, hình thành và phân loại các thông tin sơ cấp, nhận được thông tin nhằm xác định tính kinh tế của các công nghệ được sử dụng với mục tiêu cung cấp chứng nhận, bảo hiểm và điều chỉnh thuế. Khối giấy phép môi trường được tổ chức bởi ba mức có sự phân cấp có gắn với các dòng thông tin: ngân hàng các dữ liệu môi trường sơ cấp của xí nghiệp (giấy phép người sử dụng tài nguyên môi trường); ngân hàng cấp tỉnh thành, cấp vùng), ngân hàng cấp quốc gia.

Giấy phép môi trường được xây dựng dựa trên các nguyên lý thể hiện phương pháp tiếp cận hệ thống đối với vấn đề bảo vệ môi trường (theo nguyên lý phân cấp : cơ sở sản xuất – Khu công nghiệp – tỉnh thành – vùng – quốc gia). Đây là khối dữ liệu cơ sở về không khí, nước, đất và chất thải là phải xây dựng đối với mọi đối tượng sử dụng tài nguyên thiên nhiên.

Như một tài liệu kỹ thuật đã được chuẩn hóa, giấy phép môi trường còn chứa đựng sơ đồ công nghệ của người sử dụng tài nguyên môi trường, các tiêu chuẩn do nhà nước ban

77

hành. Trong giấy phép cũng chứa đựng thông tin về năng suất cũng như hiệu quả sản xuất cũng như mức độ tiêu thụ năng lượng.

Giấy phép môi trường của cơ sở sản xuất (CSSX) (người sử dụng tài nguyên thiên nhiên) được thực hiện theo nguyên lý module – gồm các module CSDL môi trường nước, không khí, chất thải rắn, module các thông tin tổng hợp, module hiện trạng môi trường. Ở đây giấy phép môi trường hướng tới CSSX bất kỳ không phụ thuộc vào dạng sở hữu, ngành nghề sản xuất – hóa, nông nghiệp, chế biến gỗ, …. Sử dụng nguyên lý lập trình đối tượng cho phép thiết lập các CSDL người sử dụng tài nguyên thiên nhiên, thường xuyên cập nhật và tìm ra những thông tin đáng lưu ý, những nơi sản xuất gây ô nhiễm, cho phép đưa vào các phương pháp kinh tế trong quản lý, gắn kết vị trí địa lý nơi có nguồn tài nguyên với công nghệ được sử dụng để khai thác tài nguyên đó, xây dựng ngân hàng dữ liệu các công nghệ bảo vệ và tiết kiện tài nguyên thiên nhiên và tiết kiệm. Các mẫu báo cáo đi kèm trong giấy phép môi trường trong trường hợp được điền đầy đủ cho phép xây dựng các form báo cáo cho các cấp quản lý, cũng như phục vụ cho công tác xây dựng các tiêu chuẩn phát thải, xả thải cho phép trong phạm vi khu công nghiệp hay trong phạm vi thành phố, cung cấp thông tin cho các mức quản lý cao hơn, so sánh sự thay đổi của chúng. Ngoài ra, sơ đồ này cho phép dự báo tình trạng tai biến và tính toán trước các vùng chịu sự ảnh hưởng.

4.6.4 Xây dựng khối thông tin tra cứu

Trong cấu trúc chung của HTTTMT, hệ thống thông tin sổ tay chiếm một vị trí quan trọng. Khối này chứa đựng các văn bản pháp quy: tiêu chuẩn quản lý các cấp khác nhau. Khối này thực hiện việc đưa ra các đánh giá chuyên gia, hệ thống hóa và đưa thông tin tới các nhóm đối tượng người dùng trong các lĩnh vực như:

- Các công nghệ cao, các quá trình hướng tới sự hoàn thiện các quá trình sử dụng tài nguyên thiên nhiên và các quá trình sản xuất;

- Các chuyên gia về công nghệ cao, các khuyến cáo sử dụng hợp lý các dạng tài nguyên thiên nhiên khác nhau;

- Các tổ chức hoạt động trong lĩnh vực bảo vệ môi trường, các khía cạnh kinh tế của bài toán bảo vệ môi trường.

Hệ thống thông tin sổ tay được hình thành trên một số cơ sở ban đầu là các tổ chức sáng lập viên (liên quan tới đối tượng môi trường cần quản lý). Các thông tin được sử dụng làm thông tin cơ sở là: các thông tin quảng cáo và thông tin về các cá nhân làm công nghệ; thông báo của các Bộ, Sở, Ban ngành chức năng, thông tin về các thành tựu khoa học công

nghệ đã đạt được, thông tin về các Hội nghị, Hội thảo theo các kênh thông tin khác nhau. Các tư liệu liên quan tới thông tin cơ sở cần thiết trải qua đánh giá của các chuyên gia và sau đó

78

được đưa vào các mục tương ứng. Sự hỗ trợ CSDL được thực hiện bởi người phụ trách tương

ứng.

Tiêu chuẩn: ISO, TCVN

Các công nghệ cao

Tên các tổ chức, cá nhân làm trong lĩnh vực môi trường

Thông tin về các hội nghị, hội thảo,...

Khối thông tin tra cứu

Hình 4.8. Cơ sở thông tin môi trường trong khối Tra cứu thông tin

Thông tin chứa trong Hệ thống thông tin sổ tay được cung cấp cho người sử dụng được trình bày dưới dạng:

- dạng văn bản dạng vi tính khác nhau có thể in hay chép vào đĩa được; - chương trình (hệ thống quản lý CSDL); - chương trình mô tả nguyên lý làm việc và các khả năng kỹ thuật của chương trình.

4.6.5 Xây dựng khối quan trắc môi trường trong HTTTMT

Lưu ý rằng quan trắc môi trường là hệ thống theo dõi, đánh giá và dự báo tình trạng môi trường nhằm mục tiêu nghiên cứu các quá trình thiên nhiên (trong số này nhấn mạnh tới các quá trình thiên nhiên chịu sự ảnh hưởng của các hoạt động kinh tế do con người) nhằm luận chứng các quyết định quản lý trong lĩnh vực khai thác tài nguyên. Từ đó, mục tiêu của hệ con quan trắc môi trường trong HTTTMT là: đánh giá tổng hợp chất lượng môi trường; xác định các yếu tố con người gây ảnh hưởng tiêu cực tới tình trạng môi trường dẫn tới cần thiết phải thông qua các quyết định quản lý; dự báo sự thay đổi trong quá trình thực thi các dự án hoạt động kinh tế; luận chứng tính toán thiệt hại về mặt kinh tế gây ra do ô nhiễm môi trường trong khu vực phụ cận. Bên cạnh đó cần lưu ý tới yêu cầu của xã hội nên trong nhiệm vụ quan trắc môi trường còn bổ sung thu thập dữ liệu cùng các phân tích các chỉ tiêu đặc trưng cho tình trạng sức khỏe con người cũng như chỉ số bệnh tật của dân chúng, xác định các nồng độ giới hạn cho phép tại một số vị trí đặc biệt và nhạy cảm.

Công việc thu thập và phân tích thông tin được thực hiện theo các chỉ tiêu sau: hiện trạng và sự thay đổi của môi trường không khí, các đối tượng nước, các nguồn tài nguyên nước, sự suy thoái các hệ sinh thái nước, đất, môi trường địa chất, các hệ sinh thái dưới nước cũng như các tham số sinh địa hóa của lãnh thổ. Ngoài ra trong khuôn khổ chương trình vệ sinh môi trường cần thiết phải thu thập các chỉ số: ô nhiễm không khí tại các khu dân cư, ô nhiễm nguồn nước uống, các nguồn nước cung cấp cho các khu du lịch, tình trạng môi trường của đất và an toàn phóng xạ.

79

Nước Không khí Chất thải

- Lưu trữ CSDL- Truy cập CSDL- Xử lý CSDL- Ứng dụng CSDL

Khối quan trắc môi trường

Hình 4.9. Cơ sở thông tin môi trường trong khối quan trắc môi trường

4.6.6 Nghiên cứu ứng dụng những thành tựu mới nhất của khoa học và công nghệ

Trong quá trình hình thành HTTTMT các nghiên cứu khoa học có triển vọng được thực hiện từ các đề tài khoa học khác nhau cần được lưu ý để thực hiện các hệ con của HTTTMT. Ví dụ từ kết quả nghiên cứu xây dựng mạng lưới quan trắc của một tỉnh thành nào đó đã hình thành được mạng quan trắc tối ưu, thì cần cập nhật kết quả nghiên cứu này vào khối quan trắc môi trường trong HTTTMT.

4.6.7 Đảm bảo tính độc lập giữa các khối

Ngoài các khối được liệt kê ở trên trong HTTTMT còn có thể tích hợp các khối khác liên quan tới công tác quản lý hành chính, thẩm định môi trường, thanh tra giám sát môi trường. Cần xác lập mối quan hệ giữa các phòng ban chức năng liên quan tới HTTTMT. Đây có thể là các Phòng, Ban, Trung Tâm trong phạm vi Sở Tài nguyên và Môi trường. Việc kết nối này có thể thông qua mạng cục bộ trong phạm vi một Sở cũng có thể nối với các Phòng, Ban, Trung Tâm trực thuộc các Sở khác hoặc với Ủy ban nhân dân tỉnh. Để phát triển ý tưởng này cần thiết phải xây dựng các mạng kết nối giữa các Sở với nhau và với UBND tỉnh. Trong trường hợp HTTTMT được xây dựng cho cấp tỉnh thì hệ thống này cần thiết phải thực hiện chức năng sau đây:

- là nơi xây dựng và đưa vào sử dụng các ngân hàng dữ liệu liên quan tới khai thác tài nguyên và bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên;

- tổ chức tác động thông tin và điều phối các tác động giữa các Phòng, Ban, Trung tâm chức năng để xử lý và trao đổi thông tin môi trường;

- thực hiện các bài toán tính toán mô phỏng, xử lý dữ liệu viễn thám và GIS; - đảm bảo, hỗ trợ cho các quá trình tính toán; - truyền dữ liệu cho quá trình tính toán.

80

4.7 Hệ thống thông tin – mô hình môi trường tích hợp như sự mở rộng hệ thống thông tin môi trường

Trước khi trình bày ta thống nhất một số thuật ngữ được sử dụng rộng rãi

trong nhiều công trình khoa học gần đây. Như đã biết, sự liên kết giữa kỹ thuật tính toán và thông tin là lý do hình thành hệ thống thông tin tự động (Automatic Information System - AIS). Nét đặc trưng của xã hội chúng ta ngày nay không chỉ là sự tăng đều khối lượng thông tin thu thập được mà còn là sự phát triển nhanh chóng việc sử dụng các thông tin này. Các trung tâm thông tin đã trở nên rất cần thiết trong nhiều hoạt động khoa học thực tiễn hàng ngày, hoạt động giống như chức năng của một thư viện.

Các hệ thống thông tin tự động (Automatic Information System - AIS) được xây dựng để tích hợp các loại thông tin có bản chất khác nhau. Nếu AIS được kết hợp với mô hình (model) thì khi đó hệ này được gọi là các Hệ thống thông tin - mô hình tự động (Automaitc Informational – Model System). Sự ra đời và phát triển mạnh mẽ của GIS đã mở đường cho nhiều ứng dụng GIS trong nhiều lĩnh vực, trong đó có AIMS. Về mặt thực tiễn, việc gắn số liệu đo đạc với bản đồ địa lý và mô hình tạo thành một hệ thống mà GS Krapivin, người Nga trong nhiều công trình của mình gọi là GIMS (Geographical Information Monitoring System) để phân biệt với thuật ngữ đã trở nên rất quen thuộc là GIS. Một trong những chức năng quan trọng của GIMS là khả năng dự báo tình trạng môi trường dưới những tác động do hoạt động kinh tế của con người. Tùy thuộc vào các mô hình và mục tiêu sử dụng của mô hình mà cấu trúc của GIMS và CSDL của chúng sẽ khác nhau (ví dụ như bài toán đánh giá chất lượng môi trường không khí, đánh giá chất lượng nước mặt của con sông, đánh giá chất lượng nước vùng cửa sông, của nước ngầm dẫn tới các hệ GIMS khác nhau). Về ý tưởng GIMS là sự kết hợp GIS, ngân hàng dữ liệu và tri thức (các hệ thống chuyên gia) và các hệ thống mô phỏng. GIMS được xem là công cụ có triển vọng để giải quyết các bài toán môi trường trong phạm vi vùng hay lớn hơn, cũng như giúp nâng cao chất lượng môi trường.

4.7.1 Sự cần thiết phải xây dựng hệ thống thông tin – mô hình tích hợp

Những quan tâm về phát triển bền vững tại nhiều nơi trên thế giới đã dẫn tới sự cần thiết phải ứng dụng CNTT để đánh giá ảnh hưởng các hoạt động kinh tế lên môi trường. Hiện nay mục tiêu được đặt ra cho nhiều đề tài khoa học là: cần phải đánh giá bức tranh tổng hợp dựa trên một số điểm đo đạc rời rạc theo không gian và thời gian. Để đạt được mục tiêu này đòi hỏi phải xây dựng công cụ mới. Công nghệ thông tin được sử dụng để xây dựng một hệ thống dựa trên Internet giúp truy cập dữ liệu và thông tin môi trường, tri thức cũng như các mô hình mô phỏng và giúp đánh giá các tiêu chí trong một môi trường tích hợp các CSDL. Công nghệ thông tin được xây dựng và sử dụng ở đây tập trung vào việc thiết kế CSDL, thu thập và xử lý số liệu, phát triển và tổ chức tri thức, mô phỏng quá trình lan truyền chất , biểu diễn kết quả tính toán dưới dạng thuận lợi cho người sử dụng.

Thực tiễn của công tác quản lý môi trường cho thấy để đánh giá môi trường cần thiết phải quan trắc chất lượng môi trường cũng như quan trắc chế độ khí tượng thủy văn các vùng, miền khác nhau. Tuy nhiên do sự giới hạn của các vị trí này cũng như tính rời rạc theo không gian và thời gian của số liệu cho nên các phương pháp khác cũng được áp dụng như mô phỏng, ứng dụng phương pháp chuyên gia. Những công cụ này được ứng dụng để sinh ra các số liệu tại các điểm không thể quan trắc được. Các hệ tri thức kết hợp sức mạnh của phương

81

pháp mô phỏng (simulation modeling) với óc phán đoán của chuyên gia cho phép đưa ra một cách tiếp cận mạnh hơn so với mô phỏng hay phán đoán được tách nhau ra.

Tuy nhiên các mô hình mô phỏng rất khó khăn trong sử dụng và đòi hỏi phải nghiên cứu thích nghi cũng như đơn giản hóa và diễn giải. Kiến thức chuyên gia cũng có một số giới hạn như sự thiếu vắng khả năng chuyển dời cũng như cơ sở của nó chỉ là kinh nghiệm. Từ đó rõ ràng là cần phải nghiên cứu và phát triển công nghệ để tích hợp sức mạnh của mô hình mô phỏng với tính đặc thù có nhiều kinh nghiệm và đào tạo bài bản của các chuyên gia. Kinh nghiệm thực tiễn xây dựng các hệ tích hợp như vậy tại nhiều nước trên thế giới đã chỉ ra sự cần thiết phải phát triển các nghiên cứu sau đây :

Xây dựng hệ thống thông tin tích hợp

Hệ thống thông tin tích hợp (tích hợp ở đây có nghĩa là kết nối các thành phần và các hệ con) đề xuất một cơ sở nền cho phép phát triển các hệ thống của máy tính nhằm hỗ trợ cho người quản lý sử dụng thông tin một cách có hiệu quả nhất. Các hệ thống này cho phép kết hợp sức mạnh của mô hình mô phỏng với thông tin từ CSDL, tri thức chuyên gia và công nghệ hiển thị một cách trực quan. Các công trình [1] - [9] được thực hiện theo hướng này. Các phần mềm ENVIMNT, ENVIMWQ, ENVIMAP được trình bày trong phần dưới đây là hệ thống thông tin tích hợp CSDL môi trường, CSDL GIS, mô hình mô phỏng (có chứa tri thức).

Như một cơ chế lưu trữ và truy cập thông tin, CSDL là nền tảng thông tin chứa trong hệ thống thông tin tích hợp. Các dữ liệu thu thập được, thông tin, cơ sở tri thức và mô hình mô phỏng được chứa trong format có cấu trúc. Điều này cho phép truy cập chúng một cách có hiệu quả. Các module khi phát triển cho phép bổ sung thêm và hệ chuyên gia nhằm diễn giải output của mô hình.

Phát triển hệ thống quan trắc môi trường

Công việc quản lý môi trường phải được thực hiện dựa trên cơ sở thông tin về trạng thái đối tượng cần quản lý và thông tin chính là nhiên liệu cho công tác quản lý. Chính vì vậy những vấn đề liên quan tới quản lý môi trường, cấu trúc và chức năng của nó là những vấn đề được quan tâm đặc biệt.

Quan trắc môi trường là một hệ thống quan trắc thường xuyên các chỉ tiêu về thủy văn, thủy văn - địa chất và thủy hóa - địa chất của nước, không khí, đất cho phép thu thập, truyền và xử lý thông tin nhận được vào mục tiêu làm sáng tỏ kịp thời các quá trình tiêu cực, dự báo sự phát triển của chúng, ngăn ngừa các hậu quả có hại cũng như xác định mức độ hiệu quả của các biện pháp bảo vệ môi trường. Hệ thống quan trắc môi trường là một hệ cho phép thu thập, xử lý, đánh giá và truyền thông tin về hiện trạng môi trường cũng như giúp dự báo tình trạng môi trường. Quan trắc môi trường được thực hiện ở các mức toàn cầu, mức vùng và mức địa phương. Một số vấn đề về thông tin môi trường cũng như vấn đề quan trắc môi trường từ khía cạnh công nghệ thông tin được trình bày trong phần trên của tài liệu này.

Phát triển và chuyển giao công nghệ dựa trên công nghệ Internet

Các công cụ quản lý môi trường sẽ nâng cao hiệu quả đáng kể nếu chúng được truy cập một cách dễ dàng. Internet cung cấp một diễn đàn tiện lợi và dễ dàng tìm kiếm để phát

82

triển công nghệ và chuyển giao công nghệ. Việc phát triển và chuyển giao công nghệ dễ được tiện lợi thông qua sự truy cập dễ dàng tới hệ chuyên gia, tài liệu, báo cáo khoa học và tiếp xúc trực tiếp với các nhà khoa học và những người phát triển hệ thống. Để phát triển mảng này cần thiết phải có giải pháp đưa GIS lên mạng cũng như chuyển đổi các module viết trước đây cho mạng cục bộ thành các module co thể chạy trên Internet.

4.7.2 Phân tích một số công trình nghiên cứu xây dựng hệ thống thông tin – mô hình môi trường tích hợp

Vào những năm 80 của thế kỷ trước, nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới đặt ra bài toán

xây dựng một hệ thống kiểm soát môi trường tin cậy và hiệu quả ở qui mô vùng cũng như qui mô toàn cầu. Bài toán này bao gồm xây dựng các phương tiện kỹ thuật để thu thập, bảo quản và truyền số liệu quan trắc môi trường và mặt khác phát triển các phương pháp xử lý các dữ liệu này.

Sau 30 năm phát triển khoa học kỹ thuật, ngày nay các công nghệ mới, kỹ thuật mới cho phép trong một thời gian ngắn hình thành các mảng số liệu với dung tích rất lớn về trạng thái môi trường. Ở qui mô vùng, các phương pháp quan trắc từ xa (vệ tinh, viễn thám) đang tỏ ra rất có hiệu quả. Từ quan điểm thực tiễn việc tích hợp các hệ thống đo khác nhau là rất quan trọng. Các số liệu đo đạc được gắn với bản đồ địa lý và mô hình toán học tạo thành một hệ thống mà GS Krapivin, người Nga trong nhiều công trình của mình gọi là GIMS (Geographical Information Monitoring System) để phân biệt với thuật ngữ đã trở nên rất quen thuộc là GIS. Một trong những chức năng quan trọng của GIMS là khả năng dự báo tình trạng môi trường dưới những tác động do hoạt động kinh tế của con người. Tùy thuộc vào các mô hình và mục tiêu sử dụng của mô hình mà cấu trúc của GIMS và CSDL của chúng sẽ khác nhau (ví dụ như bài toán đánh giá chất lượng môi trường không khí, đánh giá chất lượng nước mặt của con sông, đánh giá chất lượng nước vùng cửa sông, của nước ngầm dẫn tới các hệ GIMS khác nhau).

Trong các nghiên cứu của mình các nhà khoa học Nga chú trọng tới những bài toán mang tính thực tiễn quan trọng là xây dựng hệ thống thông tin trợ giúp cho công tác đánh giá tác động môi trường cho địa phương của mình. Để giải quyết bài toán này cần phải có những nghiên cứu kết hợp nhiều ngành khoa học khác nhau. Đặc điểm chung của các công trình này là các tác giả nghiên cứu, thiết kế và xây dựng công cụ tin học quản lý các đối tượng môi trường (nước, không khí, các nguồn thải, ...) và tin học hóa các mô hình toán học các quá trình lan truyền chất trong các môi trường nước và không khí. Sản phẩm cuối cùng là những phần mềm mang tính pháp lý giúp cho các nhà lãnh đạo quản lý có được công cụ thẩm định môi trường. Có thể nhận thấy rằng các nghiên cứu này không chỉ đưa ra những vấn đề mang tính lý luận mà còn giải quyết có hiệu quả những vấn đề thực tiễn. Các công trình này thường được hoàn thành khi tác giả của chúng tham gia trực tiếp vào các dự án môi trường tại một địa phương cụ thể.

Tại các nước phát triển, các hệ thống thông tin và mô hình được sử dụng trong công tác bảo vệ môi trường và tài nguyên đã có sẵn từ những năm cuối của thập niên 80. Các nhà ra quyết định trong lãnh vực tài nguyên môi trường mong muốn đưa ra các quyết định có tính toàn diện và đa mục đích, và trong đó cần tích hợp thông tin từ nhiều nguồn khác nhau, (các hệ CSDL khác nhau), hệ thông tin địa lý (GIS), các mô hình tối ưu, các hệ phân tích quyết định khác nhau. Mỹ là nước đi đầu trong xây dựng các hệ thống thông tin tích hợp phục vụ cho những nghiên cứu đa mục tiêu về môi trường. Các dự án, đề tài được tài trợ bởi Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (EPA) có thể làm quen trên Web site của EPA: www.epa.gov.

83


1. Thế nào là CSDL, hệ quản trị CSDL. Một số ưu điểm của phương pháp CSDL. Hãy nêu một số lý do cần thiết phải áp dụng phương pháp CSDL trong nghiên cứu môi trường.

2. Hãy trình bày định nghĩa Hệ thống thông tin môi trường và lý do vì sao cần phải xây dựng các Hệ thồng thông tin môi trường.

3. Thế nào là phát triển CSDL không gian trong một Hệ thống thông tin môi trường. Trình bày nội dung của tiến trình thiết kế CSDL không gian.

4. Thế nào là quản lý CSDL không gian trong một Hệ thống thông tin môi trường. 5. Trình bày nội dung công việc quản trị CSDL không gian. 6. Trình bày nội dung của tiến trình phân phối hệ CSDL không gian. 7. Trình bày (ngắn gọn) các nguyên lý xây dựng Hệ thống thông tin môi trường. 8. Trình bày nội dung khối cơ sở pháp lý cho đối tượng cần quản lý trong Hệ thống

thông tin môi trường. 9. Trình bày nội dung khối tra cứu thông tin môi trường cho đối tượng cần quản lý

trong Hệ thống thông tin môi trường. 10. Trình bày nội dung khối tra cứu thông tin môi trường cho đối tượng cần quản lý

trong Hệ thống thông tin môi trường. 11. Trình bày nội dung khối quan trắc môi trường trong Hệ thống thông tin môi trường. 12. Thế nào là hệ thống thông tin – mô hình môi trường thích hợp. Vì sao cần phải

xây dựng các hệ thống như vậy.


1. Bùi Tá Long, 1998. Phần mềm trợ giúp công tác quản lý, qui hoặch và đánh giá tác động môi trường không khí. Tạp chí Khí tượng –Thủy văn, Hà Nội, số 2, tr. 24-28.

2. Bùi Tá Long, Đoàn Văn Phúc, Nguyễn Hồ Nhất Khoa, 1999. Xây dựng công cụ tin học đánh giá tác động mang yếu tố con người lên môi trường không khí. Tạp chí Khí tượng –Thủy văn, Hà Nội, số 4, tr. 21-27.


4. Bùi Tá Long, Lê Thị Quỳnh Hà, Trịnh Thị Thanh Duyên, 2004. Ứng dụng tin học môi trường phân tích ô nhiễm môi trường khu công nghiệp Hòa Khánh, Tp. Đà Nẵng, Tạp chí Khi tượng Thủy văn, N 11 (527), 2004, trang 12 – 24.

5. 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.

6. 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.

84

7. 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.

8. 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.

9. Lê Thị Quỳnh Hà, Lưu Minh Tùng, Bùi Tá Long, 2003. Xây dựng công cụ tích hợp trợ giúp công tác giám sát ô nhiễm không khí vùng kinh tế trọng điểm, Tạp chí Khi tượng Thủy văn, N 10 (514), 2003, trang 29 – 36.


11. Ye Maggie Ruan, David R. Maidment, 1997. Preliminary Investigation of Implementing an Environmental Information System for the Pantex Facility, CRWR Online Report 97-2, http://www.ce.utexas.edu.

12. Web site: WWW.ENVIM.COM.VN.

85

CHƯƠNG 5 MỘT SỐ VẤN ĐỀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG THÔNG TIN MÔI TRƯỜNG TẠI VIỆT NAM

Mặc dù có sự nỗ lực của các cấp chính quyền, môi trường nước ta vẫn tiếp tục bị xuống cấp nhanh, có nơi, có lúc đã tới mức báo động: đất đai bị xói mòn, thoái hóa; chất lượng các nguồn nước suy giảm mạnh; không khí ở nhiều đô thị, khu dân cư bị ô nhiễm nặng; khối lượng phát sinh và mức độ độc hại của các chất thải ngày càng tăng; tài nguyên thiên nhiên trong nhiều trường hợp bị khai thác quá mức, không có quy hoạch; đa dạng sinh học bị đe dọa nghiêm trọng; điều kiện vệ sinh môi trường, cung cấp nước sạch ở nhiều nơi không bảo đảm. Việc đẩy mạnh phát triển công nghiệp, dịch vụ, quá trình đô thị hóa, ... đang gây áp lực lớn lên tài nguyên và môi trường, đặt công tác bảo vệ môi trường nước ta trước những thách thức gay gắt.

Những yếu kém trong công tác bảo vệ môi trường trong thời gian qua không chỉ đơn thuần là thiếu các phương tiện kỹ thuật hiện đại, mà ở mức độ đáng kể là do chúng ta đã bỏ qua các phương pháp quản lý hiện đại, cụ thể là việc ứng dụng công nghệ thông tin trong công tác quản lý môi trường còn ở mức rất khiêm tốn. Có thể thấy điều này trên ví dụ công tác quản lí số liệu quan trắc môi trường trong thời gian qua ví dụ quan trắc môi trường. Như đã biết, hệ thống quan trắc môi trường hiện tại được thực hiện bởi rất nhiều cơ quan Trung ương lẫn địa phương. Hàng năm một khối lượng rất lớn các dữ liệu liên quan tới môi trường được thu thập ở các trạm quan trắc tại các tỉnh thành trong cả nước. Tuy nhiên hầu hết các số liệu này được quản lí theo công nghệ lạc hậu như ghi chép trên giấy, hay bằng những phần mềm không chuyên, …. Điều này gây ra sự khó khăn đáng kể cho việc khai thác sử dụng các số liệu quí giá như xây dựng các mô hình động lực học cho môi trường nước và không khí cũng như trong qui hoạch phát triển mức độ vùng.

Với những lý do trên việc xây dựng các Hệ thống thông tin môi trường hỗ trợ cho công tác thông qua quyết định là một việc làm cấp thiết. Trong chương này trình này một số kết quả nghiên cứu lý luận cũng như thực tiễn xây dựng Hệ thống thông tin môi trường mà tác giả đã có dịp thực hiện.

5.1 Mở đầu

Chiến lược ứng dụng và phát triển công nghệ thông tin tài nguyên và môi trường đến năm 2015 và định hướng đến năm 2020 vừa được thông qua có mục tiêu cụ thể là tin học hóa hệ thống quản lý hành chính nhà nước về tài nguyên và môi trường phù hợp với tiêu chuẩn Chính phủ điện tử, tạo điều kiện để các tổ chức, người dân tiếp cận thuận lợi các thông tin về tài nguyên và môi trường. Dự kiến, đến năm 2010, từ 50% đến 100% thiết bị điều tra, khảo sát, quan trắc, đo đạc được chuyển sang công nghệ số; hoàn thành việc xây dựng, tích hợp cơ sở dữ liệu của từng lĩnh vực thuộc ngành tài nguyên và môi trường với dữ liệu được chuẩn hóa theo chuẩn quốc gia và cập nhật thường xuyên; đến năm 2015, hoàn thiện mạng nội bộ tài nguyên và môi trường quốc gia trên cơ sở kết nối các mạng nội bộ chuyên ngành của từng lĩnh vực. Đây là những văn bản mang tính pháp lý quan trọng mở đường cho những dự án, đề tài ứng dụng công nghệ thông tin trong công tác quản lí môi trường tại nước ta.

Trong thời gian qua, nghiên cứu ứng dụng công nghệ thông tin vào công tác quản lý môi trường đã được triển khai tại một số Viện, Trung tâm nghiên cứu và Trường Đại học lớn của đất nước. Dù mới chỉ là bước đầu nhưng nhiều kết quả nghiên cứu đã được đưa vào ứng

86

dụng trong công tác quản lý môi trường góp phần nâng cao hiệu quả công tác quản lí nhà nước về môi trường / www.envim.com.vn /. Công nghê thực hiện các phần mềm này có thể tóm tắt như là một sự tích hợp Hệ thống thông tin địa lý (GIS), cơ sở dữ liệu môi trường và các mô hình toán xử lý dữ liệu môi trường thành một công cụ duy nhất cho nguời sử dụng.

Xây dựng Hệ thống thông tin hỗ trợ phân tích dữ liệu môi trường là một hướng ưu tiên trong Tin học môi trường. Vân đề này đã được nghiên cứu từ khía cạnh lí luận cũng như thực tiễn /[1] – [6]/. Một Hệ thống thông tin hỗ trợ phân tích dữ liệu môi trường gồm 7 mức độ phụ thuộc sau đây đối với các dữ liệu :

- gom dữ liệu thành từng nhóm (heaping), sử dụng các công cụ đảm bảo lưu trữ

các thông tin khác loại, xếp thông tin thành các nhóm « giá trị » (valuable hill), « làm việc » (work hill) và « linh tinh » (dung hill)

- sắp đặt dữ liệu (data warehousing DWH) và gián nhãn cho chúng, làm tiện lợi cho mô tả và trích ra những nhóm thông tin có chung ngữ nghĩa, kết quả của quá trình này là một hình hộp lập phương nhiều chiều, mỗi điểm của hình hộp là một bộ các đối tượng có cùng ngữ nghĩa.

- kết hợp (combining) dữ liệu – đây là giai đoạn xây dựng không gian nhiều chiều ở đó mỗi điểm tương ứng với một bộ hay một điểm của DWH

- phân tích hiển thị đa chiều (visual multidimensional analysis) – cho phép xây dựng hình dạng hai, ba chiều của mối quan hệ phức tạp giữa các dãy dữ liệu, quan sát sự thay đổi của chúng cũng như phát hiện ra những điều bất thường

- khai thác dữ liệu (data mining) – truy vấn thông tin với mục tiêu tìm ra những qui luật, những điều bất thường có trong chuỗi dữ liệu với việc cho trước các ngưỡng giới hạn.

- phục hồi dữ liệu (forecasting) theo các mẫu kinh nghiệm - xử lý toán học các dãy số liệu quan trắc nhiều chiều

- thông qua quyết định (deciding – computer aided engineering) – là quá trình quản lí và qui hoạch.

Bên cạnh đó, Hệ thống thông tin quan trắc môi trường là một khái niệm quan trọng trong nghiên cứu ứng dụng công nghệ thông tin trong quản lí môi trường. Hệ thống thông tin quan trắc môi trường được định nghĩa như là một hệ tự động hóa đảm bảo cho các hoạt động bảo vệ môi trường, bao gồm: toàn bộ tổ hợp các phương tiện kỹ thuật được sử dụng để lấy thông tin sơ cấp và các vật lưu trữ thông tin, các hệ thống thu thập, xử lý, phân tích, bảo quản, xuất và quản lý các dòng thông tin; hệ thống các phương pháp và phương tiện đo đạc; các cơ cấu quản lý cùng các cơ cấu khác bảo đảm sự hoạt động và phát triển của toàn hệ thống và các mặt xích của nó. Hệ thống này gồm ba thành phần chính như sau :

- các hệ quản trị cơ sở dữ liệu, đảm bảo việc lưu trữ và xử lý nhanh chóng những thông tin cần thiết (gồm các giai đoạn gom, sắp đặt và kết hợp dữ liệu) ;

- hệ thống thông tin địa lí (GIS) biến đổi thông tin về lãnh thổ dưới dạng các lớp chuyên đề trên bản đồ số của vùng cần quan tâm và thực hiện phép ngoại suy các dữ liệu không gian các chỉ số được tính toán

- các bộ phần mềm đóng góp các mô hình toán tổng hợp các qui tắc nhằm đánh giá chất lượng các hệ sinh thái cũng như phân tích các mối phụ thuộc nhân - quả của đánh giá này với các yếu tố môi trường Định nghĩa được dẫn ra ở trên về Hệ thống thông tin quan trắc môi trường dựa trên sự

phân loại truyền thống đã được nghiên cứu trong các công trình nghiên cứu gần đây của các chuyên gia trong và ngoài nước. Hiện nay xu hướng trong công nghệ thông tin rất đa dạng và

87

có rất nhiều phương án khác nhau. Dưới đây là tên gọi một số phần mềm thường được sử dụng :

- các hệ quản trị CSDL : MS Access, MS Visual FoxPro, Paradox, Clarion, MS SQL Server, Oracle, SyBase ...

- các hệ thống thông tin địa lý : ArcInfo, ArcInfo, Ingeo, Manifold System, ObjectLand, GeoGraph,...

- các phần mềm đóng gói : SPSS, Statistica,....

5.2 Một số cơ sở lý luận xây dựng hệ thống quan trắc môi trường tổng hợp và thống nhất cấp quốc gia (HTQTMTQG)

Trong công trình của viện sĩ người Nga Condrachev K.Ia., 1996 đã đưa ra định nghĩa sau đây: hệ thống quan trắc môi trường quốc gia (HTQTMTQG) là một hệ thống tổ chức-kỹ thuật phức tạp, bao gồm: toàn bộ tổ hợp các phương tiện kỹ thuật được sử dụng làm các nguồn thông tin cơ sở và các vật lưu trữ chúng, các hệ thống thu thập, xử lý, phân tích, bảo quản, xuất và quản lý các dòng thông tin; hệ thống các phương pháp và phương tiện đo đạc; các cơ cấu quản lý và các cơ cấu khác bảo đảm sự hoạt động và phát triển của toàn hệ thống và các mặt xích của nó.

Về bản chất, HTQTMTQG là hệ thống các quan điểm lý luận về tổ chức và thực hiện các theo dõi, đánh giá, dự báo tình trạng môi trường thiên nhiên xung quanh thường xuyên chịu những biến đổi do tác động muôn vẻ của thiên nhiên và con người, và sự hỗ trợ thông tin để xây dựng và áp dụng các biện pháp quản lý thích hợp.

Chức năng chính của HTQTMTQG là bảo đảm thông tin quản lý hoạt động bảo vệ thiên nhiên và an toàn môi trường của quốc gia. Chức năng thứ hai là việc bảo đảm thông tin để tiến hành nghiên cứu các quá trình xảy ra trong thiên nhiên, các hệ sinh thái.

Khi phát triển các nguyên tắc tổ chức quan trắc môi trường tổng hợp và thống nhất, người ta đã đưa ra ý tưởng thiết lập trong cấu trúc của HTQTMTQG phần tử cơ bản mang tính nền tảng đó là mạng lưới quan trắc cơ sở. Vai trò của mạng lưới quan trắc cơ sở là bước khởi đầu về tổ chức – kỹ thuật cho toàn hệ thống. Chức năng của bộ phận cơ sở này trong HTQTMTQG bao gồm việc theo dõi và đánh giá các chỉ thị chất lượng môi trường thiên nhiên. Trong mạng quan trắc cơ sở phải tiến hành việc theo dõi, đánh giá và dự báo các mức độ ô nhiễm của:

- Không khí khí quyển. - Nước mặt trên đất liền. - Nước ngầm. - Nước biển. - Đất đai.

Để phù hợp với nguyên tắc tổ chức quan trắc theo thứ bậc đã được xem xét ở trên, khi

xây dựng HTQTMTQG phải tách ra được ba mức độ của nó một cách hợp lý :

- địa phương. - vùng. - toàn quốc.

88

Quy mô địa phương đóng vai trò thành phần cơ bản tạo nên hệ thống. Vấn đề là ở chỗ ở quy mô này có sự liên kết và phối hợp các nhiệm vụ hoạt động các thành phần cấu trúc (các khối) của các hệ thống thuộc các cơ quan nhà nước khác nhau.

Hình 5.1. Sơ đồ các phương pháp và thiết bị tổng hợp quan trắc môi trường

Trên cơ sở phân tích toàn diện mục đích, nhiệm vụ, đặc điểm của quy mô địa phương trong HTQTMTQG, viện sĩ Condrachev K.Ia. đã đề xuất sự cần thiết phải thiết lập các hệ thống tự động ở quy mô địa phương, trong đó kết hợp chức năng đo tự động các thông số cơ bản đặc trưng cho tình trạng môi trường, cũng như tự động thu thập, truyền, nhận và xử lý, bảo quản và đưa thông tin đến người sử dụng. Hệ thống kiểu này được gọi là hệ thống đo – thông tin tự động (HTĐTTTĐ). Viện sĩ Condrachev K.Ia. cũng đưa ra khuyến cáo rằng các hệ thống như vậy nên thiết lập cả trong cấu trúc quan trắc môi trường cơ sở lẫn trong các hệ thống quan trắc và kiểm soát cấp cao hơn của các cơ quan nhà nước. Các phương pháp chính và các thiết bị thực hiện chức năng đo đạc của HTĐTTTĐ được trình bày trên

Hình 5.1. Hệ thống tự động thu thập, truyền, xử lý, bảo quản và đưa thông tin tới người dùng được trình bày trên Hình 5.2.

Mức thứ hai của HTĐTTTĐ – quy mô vùng trong hệ thống này. Trong HTĐTTTĐ ta hiểu vùng là một tập hợp xác định một số tỉnh được hợp nhất theo các tiêu chí về địa – vật lý, kinh tế – hành chính và các điều kiện tác động tương hỗ nhằm giải quyết các bài toán bảo vệ môi trường tài nguyên và khắc phục các hệ quả các sự cố môi trường.

89

Mạn

g cụ

c bộ

-LA

N (L

ocal

Are

a N

etw

ork)

Mạn

g số

các

dịc

h vụ

tích

hợ

p IS

DN

(Int

egra

ted

Serv

ices

Dig

ital N

etw

ork)

Hình 5.2.Hệ thống tự động thu thập, truyền, xử lý, bảo quản và đưa thông tin tới người dùng

5.3 Một số tiền đề cơ bản cho việc xây dựng hệ thống thông tin môi trường tại Việt nam

Luật Bảo vệ môi trường của nước ta đã được Quốc hội nước Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam thông qua ngày 27/12/1993, tại các điều 37 và 38 đã quy định rằng: “Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường chịu trách nhiệm trước Chính phủ thực hiện chức năng quản lý nhà nước về bảo vệ môi trường” và “Tổ chức, xây dựng, quản lý hệ thống quan trắc, định kỳ đánh giá hiện trạng, dự báo diễn biến môi trường”.

Thực hiện các điều 37 và 38 của Luật Bảo vệ môi trường, từ năm 1994, Bộ KHCN và MT trước đây và nay là Bộ tài nguyên và môi trường đã phối hợp với một số bộ, ngành triển khai xây dựng Mạng lưới các trạm quan trắc môi trường quốc gia, bao gồm các trạm vùng trong đất liền, các trạm vùng biển, các trạm chuyên đề và các phòng thì nghiệm phân tích môi trường. Mục đích của các trạm này là :

- Kịp thời theo dõi sự diễn biến của môi trường chịu sự tác động mạnh mẽ bởi sự hoạt động của con người, nhất là khi đất nước của chúng ta đang bước vào giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa.

- Cung cấp số liệu định kỳ báo cáo hiện trạng môi trường trình Quốc hội nhằm thực hiện Luật Bảo vệ môi trường.

- Đáp ứng yêu cầu xây dựng dữ liệu diễn biến chất lượng môi trường quốc gia để làm cơ sở xây dựng các chiến lược và kế hoạch phát triển kinh tế xã hội theo hướng bảo vệ

90

môi trường và phát triển bền vững. Hợp tác và trao đổi thông tin quốc tế, trước hết là với các nước ASEAN trong lĩnh vực bảo vệ môi trường. Cơ cấu tổ chức của mạng lưới các trạm quan trắc và phân tích môi trường quốc gia

được trình bày trong Hình 5.3.

So với nhiều nước trên thế giới mạng lưới quan trắc quốc gia của nước ta mới hình thành nên không tránh khỏi những tồn tại. Trong số những tồn tại, tồn tại cơ bản là sự thiếu vắng hệ thống thông tin nối mạng và lưu trữ dữ liệu. Chính vì vậy, một trong những nhiệm vụ quan trọng trong thời gian tới là phải xây dựng cơ sở lý thuyết cũng như ứng dụng cho hệ thống thông tin môi trường nói chung và hệ thống thông tin quan trắc môi trường nói riêng.

Hình 5.3. Sơ đồ mạng lưới quan trắc và phân tích môi trường tại Việt Nam

Trong thời gian qua đã hình thành các Chi cục bảo vệ môi trường các vùng của đất nước. Sự hình thành các Chi cục này sẽ yếu tố thuận lợi giúp cho việc xử lý thông tin cũng như hình thành các dòng thông tin liên quan tới công tác quản lý môi trường cấp vùng được thuận lợi hơn nhiều so với trước đây.

Chức năng nhiệm vụ cơ bản của HTĐTTTĐ ở mức vùng theo viện sĩ Condrachev K.Ia. là:

- Bảo đảm việc theo dõi, đánh giá và dự báo tình trạng môi trường xung quanh, và những biến đổi trong môi trường thiên nhiên xảy ra dưới ảnh hưởng của các hoạt động kinh tế của con người bằng các phương pháp và phương tiện kỹ thuật hợp lý trên quy mô vùng (ví dụ như thực hiện việc quan trắc nhờ các hệ thống vũ trụ, các Trung tâm phân tích hóa học, sinh học được trang bị các kỹ thuật hiện đại, …);

- Bảo đảm thông tin cho các cấu trúc hệ thống quản lý thông tin tự động ở quy mô vùng. Trên cơ sở các thông tin này thực hiện việc xây dựng các giải pháp quản lý, bảo vệ thiên nhiên và bảo đảm an toàn môi trường, cũng như về các vấn đề mang đặc tính vùng.

91

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

92

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]/

93

Người dùngDân chúng, chính quyền, các nhà đào tạo, danh nghiệp, các tổ chức xã hội và

các cá nhân

Kết quảBáo cáo, bản đồ, các kết quả phân tích, các file, sách mỏng tuyên truyền, tập

bản đồ, mạng máy tính, CD-ROM

Xử lý số liệuCác thủ tục, các phương pháp đánh giá, bản đồ

Hệ thống thông tin địa lý

Các tỷ lệ khác nhau

Các ngân hàng dữ liệu chuyên gia

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

Các nguồn dữ liệuCác chương trình quan trắc, files, các bản đăng ký, văn bản, ành chụp, ...

Hệ thống thông tin môi trường

Truyền

thôn

g

Hệ

thốn

g tr

uy cập

thôn

g tin

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.

94

Nhöõng baøi toaùn ñaùnh giaù moâi tröôøng chuû yeáu

Caùc phöông phaùp vaø thieát bò döï baùo caùc tham soá moâi tröôøng

Döï baùo caùc ñieàu kieän cuoäc soáng con ngöôøi theá kyû 21

Döï baùo nhöõng thay ñoåi toaøn caàu vôùi moâi tröôøng

Ñaûm baûo söï toàn taïi cuûa nhaân loaïi

Ñaûm baûo caùc nguoàn taøi nguyeân

Ñaûm baûo cuoäc soáng vaø söùc khoeû con ngöôøi

Döï baùo söï taùc ñoäng

töông hoå cuûa heä

maët trôøi-ñaïi

döông-beà maët traùi ñaát.

Theo doõi quó ñaïo

caùc thieân thaïch

Döï baùo taàng ozon

Kieåm soaùt tình

traïng moâi

tröôøng khoâng

khí, caùc lôùp baêng phuû,nguoàn nöôùc uoáng.

Caûnh baùo vaø khaéc phuïc thaûm

hoïa moâi tröôøng

Döï baùo caùc

nguoàn taøi

nguyeân coù ích,

caùc nguoàn naêng

löôïng.

Ñaûm baûo söï

caân baèng

giöõa soá löôïng daân cö vaø taøi

nguyeân löông thöïc.

Ñaùnh giaù aûnh höôûng

do hoaït ñoäng

kinh teá cuûa caùc

nhaø maùy.

Baûo veä caùc

nguoàn nöôùc, caùc

nguoàn phoùng

xaï.

Ngaên ngöøa oâ nhieãm

Baûo veä moâi tröôøng

sinh hoïc

Hình 5.6. Các bài toán dự báo môi trường chủ yếu của thế kỷ 21

5.4.1.2 Khối ngân hàng mô hình

Như một thành phần của Hệ thống thông tin môi 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 môi trường. Các tri thức này đảm bảo cho sự phát triển bền vững. Một thành phần không thể thiếu trong khối nghiên cứu là các mô hình diễn giải số liệu, tính toán theo kịch bản cũng như giúp dự báo. Ngày nay các Trung Tâm khoa học lớn trên thế giới đã xây dựng được nhiều mô hình giúp cho dự báo sự phát triển tình trạng môi trường từ những thay đổi mang tính toàn cầu, đảm bảo sự sống trên trái đất đến những bài toán mang tính khu vực, địa phương như bài toán tìm kiếm nguồn tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ cuộc sống và sức khoẻ con người. Các bài toán dự báo môi trường chủ yếu được trình bày trên Hình 5.6.

5.4.1.3 Khối cung cấp thông tin môi trường

Sự không chú ý đúng mức tới việc xây dựng các hệ thống cung cấp thông tin môi trường là một trong những nguyên nhân dẫn tới tình trạng môi trường ít được cải thiện. Khối cung cấp thông tin môi trường đảm bảo cung cấp cho công chúng và những người ra quyết định thông tin về những thay đổi của trạng thái môi trường cùng các nhân tố ảnh hưởng đến trạng thái đó. Vấn đề xây dựng các báo cáo môi trường phục vụ cho các đối tượng khác nhau là một mảng đề tài quan trọng đang được Cục Bảo vệ môi trường phối hợp với chính phủ Đan mạch nghiên cứu xây dựng. Với đặc tính phức tạp và nhanh biến động của môi trường thì việc

95

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.

96

Mod

em v

oâ tu

yeán

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 phân tích, đánh giá các kịch bản khác nhau.́

97

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.

98

Module điều khiển giao diện và giao

tiếp với người dùng

Module quản lý nhập xuất CSDL

ENVIMNT

Module phân tích lập báo cáo, truy

vấn dữ liệu

Module quản lý bản đồ

Module hiển thị thông tin trên

Web

Module quản lý văn bản pháp luật và các

quy định về môi trường

Module quản lý mô hình

Người dùng

Cơ sở dữ liệu

Hình 5.8. Sơ đồ cấu trúc tổng quan ENVIMNT

5.6.1 Module quản lý bản đồ số

Dữ liệu bản đồ số trong phần mềm ENVIMNT được kế thừa dữ liệu bản đồ tỉnh Ninh Thuận đã được số hóa từ phần mềm GIS thông dụng là Mapinfo. Để xây dựng module quản lí bản đồ số trong ENVIMNT các tác giả đã xây dựng chương trình sử dụng ngôn ngữ lập trình Visual C++. Module bản đồ số trong ENVIMNT cho phép thực hiện các thao tác cơ bản đặc trưng của một hệ GIS như: phóng to-thu nhỏ, kích hoạt các đối tượng không gian theo điểm hay theo vùng, thêm-xoá-sửa các đối tượng không gian, thực hiện các phép chồng lớp thông tin giữa các đối tượng hay giữa các lớp thông tin ...

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

99

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

trườngModule 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


tượng nước

Module nhập xuất dữ liệu đối tượng nước mặt

Module nhập xuất dữ liệu đối tượng nước thải


tượng nước ngầm


tượng nước


tượng không khí

Module nhập xuất dữ liệu đối tượng

nước Module nhập xuất dữ liệu đối tượng không khí


nước ven biển


nước uống

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,

100

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.

101

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

102

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.

103

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

ENVIMODEL9 Biểu diễn kết quả tính toán theo phương pháp chồng lớp thông tin của GIS

104

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


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.

105



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.





106

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.

107

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.

108

Trong trường hợp đơn giản nhất, các chất ô nhiễm được xét như một chất khí trơ không nóng với khối lượng riêng bằng khối lượng riêng của không khí. Tuy nhiên, trên thực tế các chất thải của các nhà máy hóa học và các xí nghiệp công nghiệp là khí nóng. Do vậy khi mô phỏng, người ta thường lưu ý tới sự ảnh hưởng của tính nổi nhiệt và các chuyên gia đã đưa ra những hiệu chỉnh trong công thức dự báo nồng độ tạp chất. Việc dự báo các hạt lơ lửng bài toán còn phức tạp hơn do cần phải lưu ý tới sự lắng do trọng lực. Về mặt hóa học, nếu lưu ý tới các thành phần hoạt tính, nghĩa là các thành phần là nguyên nhân của khói quang hóa, sẽ dẫn đến bài toán còn phức tạp hơn nữa, bởi vì khi đó ta còn phải đưa vào mô hình bức xạ mặt trời và độ ẩm.

Như vậy, để xây dựng mô hình dự báo chất lượng không khí tại một thời điểm bất kì cũng như tại một vị trí bất kì của khu công nghiệp cần phải dựa vào sự hiểu biết các qui luật vật lý, khí tượng và hóa học.

Các mô hình được sử dụng để dự báo sự nhiễm bẩn trong các điều kiện của thành phố cũng như cho một phần lãnh thổ rộng lớn hơn phải thỏa các điều kiện sau:

- Có kích thước không gian và thời gian tương ứng với sự thay đổi nồng độ trong miền đang xét vào khoảng thời gian dự báo;

- Tác vụ từ quan điểm thời gian đòi hỏi để thực hiện nó (nghĩa là phải cho kết quả nhanh chóng);

- Cho phép biểu diễn tổng hợp về các quá trình lan truyền, khuếch tán, các phản ứng hóa học và đặc trưng của chất thải. Ngày nay trên thế giới đã tích lũy được nhiều kinh nghiệm quí báu trong việc xây

dựng các mô hình liên quan tới ô nhiễm không khí. Viện sĩ Moiseev N.N., nhà khoa học hàng đầu của Liên xô cũ về nghiên cứu môi trường, khi đề cập tới các công trình xây dựng mô hình đã đưa ra bức tranh khái quát về hai phương pháp tiếp cận:

Hướng nghiên cứu thứ nhất xây dựng các mô hình ở mức độ chi tiết cao đòi hỏi các phương tiện tính toán mạnh và CSDL đầy đủ. Các mô hình này phục vụ cho các mục tiêu nghiên cứu và việc đưa ra phổ biến rộng rãi cho việc sử dụng rộng rãi ít được khuyến cáo.

Hướng nghiên cứu thứ hai đặt mục tiêu khiêm tốn hơn và hướng tới sử dụng rộng rãi cho các bài toán thông qua các quyết định hành chính. Bài toán thực tiễn ở đây là sự cần thiết phải so sánh các kịch bản thực thi quyết định khác nhau, do vậy cần phải xây dựng một phần mềm với khả năng đối thoại rộng rãi, với khả năng đưa vào các đánh giá chuyên gia, khả năng tính toán một số các hệ số bán thực nghiệm từ các số liệu quan trắc (các phương pháp tính toán này đã được kiểm nghiệm tốt từ thực tiễn). Các mô hình như vậy có thể tương đối đơn giản nhưng đủ để thông qua quyết định trong bài toán bảo vệ môi trường. Gần 70 năm qua kể từ khi xuất hiện các công trình nghiên cứu của Bonsanquet - Pearson (1936) và Sutton (1947), đến này số lượng công trình liên quan tới xây dựng mô hình ô nhiễm không khí lên tới hàng nghìn, thật khó mà có thể thống kê nổi tất cả các mô hình này trong một công trình nghiên cứu nào. Nói như Krapivin V.F., không phải tất cả các mô hình này hướng tới nghiên cứu ảnh hưởng của ô nhiễm lên môi trường vùng. Trong nhiều công trình đã liên kết các mô hình lan truyền ô nhiễm, các mô hình nghiên cứu ảnh hưởng của ô nhiễm lên thực vật và thế giới động vật, mô hình nghiên cứu ảnh hưởng các hoạt động kinh tế của con người phụ thuộc vào các quá trình xã hội và các quyết định kinh tế được thông qua. Hiện giờ các mô hình phức hợp như vậy được xây dựng cho từng vùng riêng biệt và hướng tới phục vụ cho các cơ quan quản lý môi trường tại các khu vực đó.

Kinh nghiệm của nhiều nghiên cứu trong lĩnh vực mô hình hóa các quá trình lan truyền các chất nhiễm bẩn trong không khí khẳng định sự cần thiết phải phân loại các quá trình này tương ứng với mối liên hệ giữa các kích thước theo không gian và thời gian. Sự cần thiết phải phân loại như vậy được chứng minh chặc chẽ tại nhiều chương trình quốc tế như

109

“Những thay đổi toàn cầu”, “Chương trình về hóa học khí quyển toàn cầu”, “Mô hình các chu trình tuần hoàn sinh địa hóa”… . Phụ thuộc vào kích thước thời gian - không gian của đối tượng và các quá trình sinh thái và địa vật lý người ta chia ra làm 4 mức độ sau:

- Mức độ toàn cầu tiến hành khảo sát với kích thước toàn cầu có lưu ý đến các tác động tổng hợp của các yếu tố mà người khảo sát quan tâm tới trong một khoảng thời gian từ vài tháng tới vài chục năm (ví dụ các mô hình thay đổi khí hậu, mô hình tính toán hiệu ứng nhà kính,...).

- Mức độ vĩ mô (mức độ hành tinh) - xem xét các đối tượng và các quá trình trong không gian có kích thước vài ngàn km, kích thước thời gian - từ một vài tháng tới một năm (mô hình lan truyền vượt tuyến của chất bẩn của các quốc gia hay các hành tinh với nhau, mô hình này đã được đưa vào áp dụng tại Châu Âu và Bắc Mỹ,…).

- Mức độ trung bình (mức độ vùng) - xem xét các quá trình trong không gian có kích thước từ vài trăm m tới vài trăm km và thời gian từ vài giờ tới một vài tháng (các quá trình nhiễm bẩn khí quyển tại các thành phố công nghiệp, các tổ hợp công nghiệp, các tình huống tai biến khi có sự phát tỏa lớn của các chất bẩn vào không khí là thuộc mức độ này).

- Mức độ vi mô (mức độ địa phương) - xem xét các quá trình trên một diện tích từ vài m tới một vài trăm m và thời gian từ vài phút đến một vài chục phút (một bài toán sinh thái tiêu biểu ở đây là tính cho một số ít các nguồn thải và xem xét chi tiết phân bố không gian của nồng độ tại một địa phương nào đó). Chính vì vậy trước khi xây dựng mô hình cần phải xác định các bước theo thời gian và

không gian đối với quá trình và đối tượng đang xem xét. Các khoảng thời gian được phân loại như sau :

- các quá trình lắng đọng – tính bằng phút hoặc giờ; - sự thoát hơi của thực vật – tính bằng giờ, ngày; - sự hình thành trái cây – tính bằng ngày, tháng; - sự thay đổi trong các quần xã thực vật và động vật – tính bằng tháng, năm; - sự hình thành đất – tính bằng nhiều năm hay thế kỷ; - các quá trình địa mạo – tính bằng nhiều thế kỷ, hay thiên niên kỷ.

Từ các kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học hàng đầu trong lĩnh vực mô hình hóa cho phép định hướng trong việc lựa chọn mô hình. Điều đầu tiên trước khi tiến hành xây dựng mô hình cần phải phân loại các khoảng thời gian đối với các quá trình đang xét. Việc làm này là cần thiết nằm xác định ưu tiên trong lựa chọn mô hình và như vậy xác định được cấu trúc phần mềm phục vụ cho tính toán thực tế.

Hiện nay trong bài toán mô hình hóa ô nhiễm không khí tồn tại một số phương pháp phân loại mô hình phân tán chất ô nhiễm khác nhau.

Từ quan điểm tổng hợp tất cả các yếu tố khác nhau, để tính toán mức độ ô nhiễm không khí người ta chia ra làm bốn giai đoạn trong sự phát triển phương pháp mô phỏng nhiễm bẩn không khí công nghiệp. Dạng đơn giản hơn cả của mô hình là mô hình “hộp”. Mô hình này giả thiết sự pha trộn hoàn toàn bên trong một khối đơn vị có diện tích bằng cả một vùng lớn và chiều cao được xác định bởi biên trên của sự pha trộn. Chất được phát ra bởi các nguồn không đổi, phân bố đều trên lãnh thổ vùng. Để tính dòng chất bẩn qua tường của khối người ta sử dụng công thức vận tốc trung bình của gió.

Tiếp theo là loại mô hình vệt khói hay còn gọi là các mô hình khuếch tán. Loại mô hình này mô tả sự phân tán của chất khí trơ từ một nguồn điểm, đường hay nguồn diện tích. Sự phân tán ngang thường được đánh giá từ các quan sát thực nghiệm và là hàm số của thời gian. Sự khuếch tán đứng được xác định như là hàm số của độ ổn định của khí quyển.

110

Giai đoạn tiếp theo của sự phát triển dự báo nhiễm bẩn do hoạt động của con người là việc mô phỏng dựa trên việc giải phương trình vi phân bảo toàn khối lượng. Các phương trình này bao gồm các phản ứng hóa học, sự thay đổi theo thời gian của các tham số khí tượng, mô tả đầy đủ hơn sự phát thải từ các nguồn, nghĩa là lưu ý tới sự thay đổi các chất thải trong không gian và theo thời gian. Lớp các mô hình này bao gồm các phương trình bảo toàn khối lượng của tạp chất đang xét, ở đây các biến liên quan tới các phương trình chuyển động, truyền nhiệt và trạng thái là các tham số đầu vào của phương trình mô tả sự lan truyền và khuếch tán của chất ô nhiễm.

Cuối cùng xấp xỉ đầy đủ và hoàn chỉnh hơn cả trong việc mô phỏng nhiễm bẩn công nghiệp là giải các phương trình đầy đủ, ba chiều, thay đổi theo thời gian của lớp biên khí quyển có bao hàm cả phương trình bảo toàn khối lượng.

Tổ chức Khí tượng thế giới (WMO) và Chương trình Môi trường của Liên hợp quốc (UNEP) đã có cách phân loại theo ba hướng chính sau đây:

- Mô hình thống kê kinh nghiệm dựa trên cơ sở lý thuyết toán học Gauss. Các nhà toán học có công phát triển mô hình này là Taylor (1915), Sutton (1925 – 1953), Turner (1961 – 1964), Pasquill (1962 – 1971), Seifeld (1975) và gần đây được các nhà khoa học môi trường của các nước như Mỹ, Anh, Pháp, Hunggari, Ấn độ, Nhật Bản, Trung Quốc,... ứng dụng và hoàn thiện mô hình tính theo điều kiện của mỗi nước.

- Mô hình thống kê thủy động, hoặc lý thuyết nửa thứ nguyên (còn gọi là mô hình K). Mô hình này được Berliand (Nga) hoàn thiện và áp dụng ở Liên Xô. Ở Việt Nam, KS Nguyễn Cung cũng đã áp dụng mô hình này cho một số công trình, dự án.

- Mô hình số trị, tức là giải phương trình vi phân bằng phương pháp số. Ngày nay do vấn đề môi trường đã trở thành vấn đề toàn cầu cho nên nhiều chính phủ

đã quan tâm đặc biệt cho các chương trình nghiên cứu môi trường trong đó có bài toán xây dựng mô hình phục vụ cho việc thông qua quyết định hành chính. Hiện nay tại Việt Nam đã xuất hiện nhiều chương trình nghiên cứu xây dựng các mô hình phục vụ cho bài toán thông qua quyết định tại các khu công nghiệp lớn của đất nước. Phần dưới đây phân tích và hệ thống nghiên cứu xây dựng các mô hình ảnh hưởng của ô nhiễm không khí.

Mặc dầu đi sau và còn nhiều khó khăn do điều kiện kinh tế và chiến tranh, các nhà khoa học Việt Nam đã sớm tiếp cận phương pháp mô hình hóa ô nhiễm không khí phục vụ cho công tác quản lý và nghiên cứu. Đề tài cấp nhà nước 42A – 04 – 01 với điều kiện thiếu thốn về thiết bị kỹ thuật đã tiến hành thu thập các dữ liệu cao không, các dữ liệu phát thải và kiểm tra mô hình Berliand cho một số vùng ở miền Bắc. Các kết quả tính toán theo mô hình được so sánh với số liệu đo đạc và cho kết quả tương đối tốt, có thể chấp nhận.

Trong vài năm lại đây, xuất hiện nhiều tài liệu nghiên cứu và giảng dạy các vấn đề liên quan tới ô nhiễm không khí và tính toán lan truyền, khuếch tán chất ô nhiễm không khí bằng tiếng Việt. Đáng lưu ý là hai cuốn sách của 2 giáo sư Trường Đại học xây dựng Hà nội /[3] – [4]/. Trong hai cuốn sách này đã tập hợp được nhiều kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước về phương pháp mô hình trong nghiên cứu giải quyết vấn đề ô nhiễm không khí.

Trong những năm gần đây nhóm nghiên cứu của tác giả giáo trình này đã có một số nghiên cứu các phương pháp xử lý thống kê các số liệu quan trắc tại các trạm khí tượng để xác định các hệ số khuếch tán k0 và k1 (là các hệ số cần thiết cho mô hình Berliand).

6.1.2 Mô hình Berliand tính toán lan truyền chất ô nhiễm trong khí quyển

6.1.2.1 Sự phân bố chất ô nhiễm và phương trình toán học cơ bản

111

Để mô tả quá trình lan truyền và khuếch tán chất ô nhiễm không khí theo không gian và thời gian bằng các phương trình toán học thì người ta xem xét trị số trung bình nồng độ chất ô nhiễm.

Cmax

h

xm

X(km)

Z(m)

v

Hình 6.1. Sơ đồ khuếch tán luồng khí thải dọc theo chiều gió

Dưới tác dụng của gió tự nhiên các luồng khí, bụi phụt lên từ miệng ống khói sẽ bị

uống cong theo chiều gió thổi. Chất ô nhiễm dần dần bị khuếch tán rộng ra tạo thành vệt khói /Hình 6.1/. Kết quả khảo sát cho thấy các chất khí thải và bụi lơ lửng lan truyền chủ yếu theo vệt khói trong phạm vi góc cung hẹp chỉ 10º – 20º. Một số hạt bụi nặng sẽ tách khỏi vệt khói và rơi xuống mặt đất ở gần ống khói. Nếu coi góc mở của vệt khói không đổi theo khoảng cách thì diện tích do vệt khói gây ô nhiễm sẽ tăng tỷ lệ với bình phương của khoảng cách.

Trong trường hợp tổng quát trị số trung bình của nồng độ chất ô nhiễm trong không khí phân bố theo thời gian và không gian được mô tả từ phương trình lan truyền, khuếch tán rối và biến đổi hóa học như sau:

CCzCK

zyCK

yxCK

xzCV

yCV

xCV

tC

zyxzyx β−α+∂∂

∂∂

+∂∂

∂∂

+∂∂

∂∂

=∂∂

+∂∂

+∂∂

+∂∂ )()()( (6.1)

Trong đó: C – nồng độ trung bình của chất ô nhiễm (mg/m3 ); x,y,z – các thành phần tọa độ theo 3 trục Ox, Oy, Oz; t – thời gian; Kx, Ky, Kz – các thành phần của hệ số khuếch tán rối theo 3 trục Ox, Oy, Oz; Vx, Vy , Vz – các thành phần của tốc độ trung bình theo ba trục Ox, Oy, Oz ; α - hệ số tính đến sự liên kết của chất ô nhiễm với các phần tử khác của môi trường không khí; β - hệ số tính đến sự biến đổi chất ô nhiễm thành các chất khác do quá trình phản ứng hóa học xảy ra trên đường lan truyền.

Phương trình (6.1) rất phức tạp (mặc dù vậy nó chỉ mô phỏng sự lan truyền chất ô nhiễm). Trên thực tế để giải được phương trình này người ta phải tiến hành đơn giản hóa trên cơ sở thừa nhận một số điều kiện xấp xỉ bằng cách đưa ra các giả thiết phù hợp với điều kiện cụ thể. Những giả thiết này xuất phát từ các lập luận sau đây:

Công suất của nguồn điểm phát thải là liên tục và coi là quá trình dừng, nghĩa là

0=∂∂

tC (6.2)

112

- Nếu hướng trục Ox trùng với hướng gió thì thành phần vận tốc gió chiếu lên trục Oy sẽ bằng 0

uVVx == ⇒ 0=yV (6.3) - Trên thực tế thành phần khuếch tán rối theo chiều gió nhỏ hơn rất nhiều so với thành phần khuếch tán rối theo phương vuông góc với chiều gió, khi đó:

0≈⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

∂∂

∂∂

xCK

x x (6.4)

- Tốc độ thẳng đứng thường nhỏ so với tốc độ gió nên có thể bỏ qua, trục z thường lấy chiều dương hướng lên trên, do đó đối với bụi nặng thì thành phần Vz ở phương trình (6.1) sẽ bằng tốc độ rơi của hạt (dấu âm), còn đối với chất ô nhiễm khí và bụi nhẹ thì Vz = 0.

- Nếu bỏ qua hiện tượng chuyển “pha” của chất ô nhiễm cũng như không xét đến chất ô nhiễm được bổ sung trong quá trình khuếch tán thì α = β = 0.

Như vậy ta có thể sử dụng phương trình mô tả sự phân tán các chất ô nhiễm từ nguồn điểm sau đây vào mục đích tính toán sự nhiễm bẩn không khí:

2

2

yCk

zCk

zzCV

xCV yzzx

∂

∂+

∂∂

∂∂

=∂∂

+∂∂

(6.5)

- Điều kiện ban đầu Điều kiện ban đầu của bài toán lan truyền các chất ô nhiễm trong môi trường không

khí được thiết lập trên cơ sở định luật bảo toàn vật chất.

Nếu nguồn có độ cao H đặt ở gốc tọa độ, hướng trục Ox theo chiều gió với vận tốc trung bình là u thì tại thời điểm t = t0 hay (t= 0), điều kiện ban đầu có dạng:

⎪⎪⎩

⎪⎪⎨

⎧

===

=

Hzyxt

00

0

( ) ( )HzyMCu −δδ= ... (6.6)

Trong đó: H – là độ cao hữu dụng; H = h + Δh. Với h – độ cao vật lý của nguồn điểm (ống khói) (m); Δh – độ nâng ban đầu của luồng khí thải (vệt khói) (m); C – nồng độ trung bình của chất ô nhiễm (mg/m3); M – công suất nguồn thải; δ(y), δ(z – H) – là các hàm Dirắc.

Nếu như nguồn thải không phải là ống khói mà thải ra ở mặt đất thì một số tác giả cho rằng, tại thời điểm t = 0 chất phát thải chưa hoạt động, khi đó giả sử nguồn đặt ở gốc tọa độ thì:

⎪⎩

⎪⎨

⎧

===

000

zyx

⇒ 0=C (6.7)

- Điều kiện biên Trong lớp không khí khảo sát thường giới hạn bởi mặt đất, còn độ cao thường là vô

hạn hoặc hữu hạn tuỳ theo sự phân lớp của khí quyển. Thông thường điều kiện biên được thiết lập cho 2 trường hợp phù hợp với điều kiện thực tế của quá trình khuếch tán rối. Trong trường hợp này cần xét hai điều kiện sau:

- Điều kiện xa vô cùng

113

Điều kiện này xuất phát từ cơ chế vật lý: nồng độ của chất ô nhiễm giảm dần khi ra xa

vô tận:

⎢⎢⎢

⎣

⎡

∞→∞+→∞+→

yzx

thì 0→C (6.8)

- Điều kiện bề mặt trải dưới + Nếu bề mặt trải dưới có chứa nước (sông, hồ, ao, biển ...) thì khả năng hấp thụ chất ô nhiễm của nước rất lớn nên nồng độ chất ô nhiễm tại mặt trải dưới được xem như bằng không.

C = 0 khi z = 0 (6.9) + Nếu bề mặt trải dưới là khô thì điều kiện phản xạ của mặt trải dưới là rất lớn, do đó các dòng chất thải đến mặt trải dưới bị phản xạ hoàn toàn vào khí quyển. Do đó thông lượng rối thẳng đứng tại bề mặt trải dưới phải 0, nghĩa là:

0=∂∂

zCk z khi z = 0 (6.10)

Giả thiết rằng Vx và kz được cho dưới dạng hàm luỹ thừa:

m

z

n

x zzkk

zzuV ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

11

11 ; ; ky = k0 u (6.11)

trong đó u1 , k1 – là vận tốc gió và hệ số rối đo đạc và chỉnh lý tại độ cao z1 = 1mét; n và m là các tham số không thứ nguyên được chỉnh lý tính toán từ số liệu đo đạc trong tầng không khí sát đất ở các khu công nghiệp (thường thì người ta lấy xấp xỉ m ≈ 1, n ≈ 0,15, z1 = 1m, k0 được xác định trên cơ sở giải bài toán ngược khuếch tán rối (kết quả nhận được cho thấy k0 bằng 0.1 – 1 m phụ thuộc vào mức ổn định của tầng kết).

6.1.2.2 Công thức Berliand trong trường hợp chất khí và bụi nặng

Để giải bài toán (6.5), (6.6), (6.8), (6.10) với điều kiện (6.11), Berliand và các học trò của mình đã sử dụng nhiều công cụ toán học khác nhau như tách biến, một số phép biến đổi giải tích (đổi biến toán học thuần túy, phép biến đổi Laplace, hàm Grin), biểu diễn nghiệm dưới dạng chuỗi để xác định nghiệm giải tích của bài toán. Để áp dụng vào thực tế tính toán ô nhiễm không khí, Berliand đã giới hạn xem xét công thức giải tích nhận được với z nhỏ (sát mặt đất):

( ) ( ) ( )( ) ( )( ) ( ) mn

mmn

nmn

nm

nmmn

nm

uxkmnxk

HzMzzyxC

mnn

xkymnmn

xnmkzu

−+−

−++

−++

−−+

+

−++

−+−+−+

Γ−+

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ −+−

=2

12

12

0

2

21

112

1121

0

422

21

222

exp,,

π

(công thức này là kết quả giải bài toán (6.5), (6.6), (6.8), (6.10) với điều kiện (6.11) theo phương pháp phân tích nghiệm dưới dạng chuỗi số và chỉ lấy những số hạng đầu tiên trong phân tích sau khi chứng minh rằng các số hạng sau có ảnh hưởng không đáng kể tới nghiệm chính xác). Đối với nồng độ tại mặt đất, Berliand đã đưa ra công thức:

( )( ) ( ) ⎟

⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛−

+−

+=

+

xky

xkn

Hu

xkkn

MyxCn

0

2

12

11

2301 41

exp12

0,,π

(6.12)

114

Đặc trưng nổi bật của sự phân bố nồng độ dưới mặt đất C theo trục x (nghĩa là với y = 0) là nó đạt được giá trị cực đại Cm tại khoảng cách xm tính từ nguồn. Các đại lượng Cm và xm được tìm từ điều kiện

0=∂∂

=∂∂

yC

xC

(C ở đây là từ (6.12)). Từ (6.12) ta suy ra:

( )( ) 10

115.1

1

21116.0uk

k

Hu

MnCnm +

+= ,

( )21

11

132

nkHux

n

m +=

+

Trong các công thức này: uk

k y=0 ; H = h + �H; ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ Δ+

ω=Δ 2

1010

0 3.35.25.1

TuTgR

uR

H ;T

– nhiệt độ không khí đo bằng Kelvin; u10 – vận tốc gió tại độ cao 10 m; ω0 –vận tốc khí thoát ra khỏi miệng ống (m/s); R – bán kính miệng ống khói (m); g – gia tốc trọng trường; ΔT = Tb –T (hiệu nhiệt độ của tạp chất khí thoát ra khỏi miệng ống và nhiệt độ không khí xung quanh, Tb và T tính bằng Kelvin = 273 + tº C).

Trong trường hợp chất thải là tạp chất nặng có cỡ hạt đồng nhất, Berliand đã nhận được công thức tính nồng độ từ một nguồn điểm có độ cao H được xác định bằng công thức:

Trong trường hợp chất thải là tạp chất nặng cóù cỡ hạt đồng nhất, Berliand đã nhận được công thức tính nồng độ từ một nguồn điểm có độ cao H được xác định bằng công thức:

( )( )

( ) ( ) ( ) ωω

ωω

πω ++

+

+Γ+= 1

1021

11

1120,,

xkxkn

uMHyxCn

( ) ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

+−×

+

xky

xknHu n

0

2

12

11

41exp

trong đó

( )nkw+

=ω11

Giá trị cực đại của Cm và khoảng cách từ đó tới nguồn xm được tìm cũng giống như đối với tạp chất nhẹ /xem Berliand, 1975/:

( )( )

( )( )

,1

5.11063.0 5.1

10

115.1

1

2

ω

ω

ω

ω

eukk

HuMnC

nm+Γ

++=

+

+

và

12

11

)5.1()1( kn

Hux

n

mω++

=+

Trong đó 22.10.3.1 pprw ρ= − - là tốc độ rơi của các hạt có dạng hình cầu, trong đó �- mật độ các hạt bụi, rp – bán kính của chúng. Trong công thức trên w được xác định bằng cm/s, còn �� và rp được cho bằng g/cm3 và μm tương ứng.

6.1.3 Mô hình vệt khói GAUSS tính toán lan truyền chất ô nhiễm trong khí quyển

6.1.3.1 Công thức Gauss cho nguồn liên tục

115

Xét một nguồn thải điểm (ví dụ như ống khói của nhà máy, thực sự mà nói đây không phải là một điểm tuy nhiên một diện tích nhỏ so với không gian rộng lớn có thể xấp xỉ như một điểm) và ta tìm cách tính nồng độ dọc theo chiều gió do nguồn này thải ra. Sơ đồ biểu diễn và tên gọi được chỉ ra trên

Hình 6.2, ở đó gốc tọa độ được đặt tại gốc của ống khói với hướng x là hướng dọc theo chiều gió.

C(x,0,0)

Độ cao hữu dụng H=h+Δh

Độ nâng vệt khói

Δh

Độ cao

vật lý h của ống khói

Nồng độ dọc theo chiều gió x tại mặt

đất z = 0 Nồng độ cực đại tại điểm x>0

u

x

Nguồn tương đương hay nguồn ảo

Nồng độ tại độ cao zSự phân bố dọc theo hướng gió

Hình 6.2 Sơ đồ mô hình vết khói Gauss

Dòng khí ô nhiễm (thường người ta gọi là vệt khói như được chỉ ra ở trên

Hình 6.2) thoát ra từ ống khói và sau đó di chuyển theo hướng x và lan tỏa theo hướng y và z khi chúng di chuyển. Các vệt khói như vậy thường bay cao lên so với ống khói bởi vì chúng thoát ra với một nhiệt độ cao hơn nhiệt độ không khí xung quanh và với một vận tốc đứng khi thoát ra. Đối với mô hình vệt khói Gauss, vệt khói được giả thiết là thoát ra từ điểm có tọa độ (0,0,H) ở đó H gọi là độ cao hữu dụng , độ cao này là tổng độ cao vật lý của ống khói và vệt nâng ống khói. Độ cao vật lý của ống khói được xác định từ các thiết bị đo thông thường.

Để xác định chúng ta sẽ giả thiết rằng ta có một nguồn điểm nằm tại điểm (0,0,H), nguồn này thải chất ô nhiễm không nổi (nonbuoyant pollutant) với tải lượng ô nhiễm Q (thường là m/s). Giải thiết rằng gió thổi theo hướng x với vận tốc u và rằng vận tốc này không phụ thuộc vào thời gian, vị trí và độ cao. Bài toán ở đây là tính nồng độ do nguồn này thải ra tại một điểm bất kỳ (x,y,z) với x > 0.

Với các giả thiết sau đây :

1/ Các điều kiện là tựa dừng : tất cả các tham số được dùng trong phương trình (1) được giả thiết là không thay đổi trong một bước thời gian;

116

2/ Các trường tham số khí tượng là thuần nhất, trong đó bao gồm cả giả thiết hướng gió không thay đổi; 3/ Chất bẩn là một chất khí trơ về mặt hóa học : giải thiết rằng chất bẩn này không tham gia vào bất kỳ một quá trình nào khác ngoài sự lan truyền; 4/ Sự phản xạ lý tưởng của vệt khói từ bề mặt lót : bỏ qua sự hấp thụ của chất bẩn khi tiếp xúc với mặt đất; 5/ Sự khuếch tán rối theo hướng gió được coi là không đáng kể so với quá trình truyền tải; 6/ Trục X của hệ tọa độ trùng với hướng gió, thành phần dứng của vật tốc gió được coi bằng 0. Người ta đã nhận được công thức vệt khói Gauss sau đây đối với nguồn điểm liên tục :

( )⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ +−+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −−

⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢

⎣

⎡

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=

222

5.0exp5.0exp5.0exp2

,,,zzyzy

HzhzyU

QHzyxCσσσσσπ

ở đây C(x,y,z) – nồng độ tại điểm (x,y,z), Q- tải lượng ô nhiễm của nguồn liên tục, x là hướng gió, U- vận tốc trung bình; H – là độ cao hữu dụng, σz (x), σy(x) – là các hệ số khuếch tán ngang và đứng phụ thuộc vào độ ổn định tầng kết theo Pasquill. Ý nghĩa của các hàm số này trong mô hình Gauss được thể hiện trên .

(X, Y, Z)

X

(X, 0, 0)

( )X, Y, Z

Hh

Y

Z

X

Hình 6.3. Các ký hiệu và ý nghĩa của chúng trong mô hình Gauss.

Để có thể sử dụng phương trình vệt khói Gauss chúng ta cần phải biết các giá trị của

hệ số khuếch tán σz (x), σy(x). Các hệ số này xác định tốc độ mở rộng vệt khói theo hướng ngang và hướng thẳng đứng và được xác định trên cơ sở thí nghiệm thống kê theo các lớp ổn định. Các lớp này được xác định phụ thuộc vào vận tốc gió, thời gian của ngày và các điều kiện bức xạ tới. Trên thế giới đã có hàng trăm công trình nghiên cứu về các hàm σz(x), σy(x). Các hệ số phân tán σz (x), σy(x) phụ thuộc vào độ ổn định tầng kết , sau đây là bảng phân loại độ bền vững khí quyển theo Pasquill và bảng tính các hệ số phân tán σz (x), σy(x) :

117

Bảng 6.1. Phân loại độ bền vững khí quyển theo Pasquill

Bức xạ ban ngày Độ che phủ ban đêm

Tốc độ gió tại độ cao

10m Mạnh (biên độ > 60)

Trung bình (Biên độ 35-

60)

Yếu (Biên độ 15-35)

Ít mây > 4/8

Nhiều mây <

3/8 < 2 A A – B B - -

2 – 4 A – B B C E F 4 – 6 B B – C C D E > 6 C D D D D

Trong đó

- A –rất không bền vững - B – không bền vững loại trung bình - C – không bền vững loại yếu - D – trung hòa - E – bền vững yếu - F – bền vững loại trung bình

Bảng 6.2. Công thức tính σz (x), σy(x) cho vùng thoáng mở (nông thôn)

Loại tầng kết σy(x) σz(x) A 0.22x(1+0.0001x)-0.5 0.20x B 0.16x(1+0.0001x)-0.5 0.12x C 0.11x(1+0.0001x)-0.5 0.08x(1+0.0002x)-0.5 D 0.08x(1+0.0001x)-0.5 0.06x(1+0.0015x)-0.5 E 0.06x(1+0.0001x)-0.5 0.03x(1+0.0003x)-1 F 0.04x(1+0.0001x)-0.5 0.016x(1+0.0003x)-1

Bảng 6.3. Công thức tính σz (x), σy(x) cho điều kiện thành phố

Loại tầng kết σy(x) σz(x) A – B 0.32x(1+0.0004x)-0.5 0.24x(1+0.001x)0.5

C 0.22x(1+0.0004x)-0.5 0.12x D 0.16x(1+0.0004x)-0.5 0.14x(1+0.0003x)-0.5

E – F 0.11x(1+0.0004x)-0.5 0.08x(1+0.0005x)-0.5 Độ cao hữu dụng H được tính như sau:

H = h + ΔH

118

trong đó h là chiều cao vật lý của ống khói. (H là vệt nâng ống khói. Vấn đề tính (H được thảo luận trong nhiều tài liệu khoa học.

Holland J.Z. có đưa ra một công thức tính độ nâng vệt khói, được sử dụng khá rộng rãi trong nhiều tài liệu nước ngoài:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −+=Δ −

Khoi

quanhxungkhoi

TTT

DPuDah _3 .10.68.25.1ω

Trong đó

- D – là đường kính ống khói; - P – áp suất khí quyển, milibar (1 atm = 1013 Mbar); - Tkhoi, T xung quanh – tương ứng là nhiệt độ tuyệt đối của khí thoát ra khỏi miệng ống khói

và của không khí xung quanh (đo bằng 0K ); - a – là hệ số hiệu chính (với các cấp A và B – nhân với hệ số 1.1 – 1

Bảng 6.4.Công thức tính tham số p như một hàm số theo độ ổn định tầng kết và theo điều kiện

nông thôn hay thành phố

p Loại tầng kết Thành phố Nông thôn

A 0.15 0.7 B 0.15 0.7 C 0.20 0.10 D 0.25 0.15 E 0.40 0.35 F 0.60 0.55

( )⎪⎩

⎪⎨

⎧

≥

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

=200mZ voi2.

m 200 < Z voi10

10

10

pm

p

m

U

zUzU

trong đó tham số p được xác định theo độ ổn định của tầng kết (xem

Bảng 6.4).

6.1.3.2 Công thức Gauss cho trường hợp nguồn tức thời

Không thường xuyên được sử dụng như trường hợp nguồn liên tục nhưng công thức Gauss cho trường hợp nguồn tức thời rất cần thiết cho những trường hợp cần đánh giá ảnh hưởng của các nguồn thải hoạt động trong một thời gian ngắn, nhưng gây tác hại rất lớn. Công thức được trình bày dưới đây được một số Trung tâm khoa học trên thế giới đưa ra. Giả sử tại điểm x = y = 0 và z = H có nguồn thải tức thời với tải lượng thải ra bằng X = QΔt, trong đó Q là lớn còn Δt là nhỏ. Với một số giả thiết nhất định như : các điều kiện là tựa dừng : tất cả các tham số được dùng trong phương trình khuếch tán được giả thiết là không thay đổi trong phạm vị thời gian tính toán; các trường tham số khí tượng là thuần nhất, trong đó bao gồm cả giả thiết hướng gió không thay đổi; chất bẩn là một chất khí trơ về mặt hóa học : giải thiết rằng chất bẩn này không tham gia vào bất kỳ một quá trình nào khác ngoài sự lan truyền; sự phản xạ lý tưởng của vệt khói từ bề mặt lót : bỏ qua sự hấp thụ của chất bẩn khi tiếp xúc với mặt đất; sự khuếch tán rối theo hướng gió được coi là không đáng kể so với quá trình

119

truyền tải; trục x của hệ tọa độ trùng với hướng gió, thành phần đứng của vật tốc gió được coi bằng 0 ta nhận được công thức tính nồng độ tác nhân ô nhiễm như một hàm tọa độ và thời gian dưới dạng :

( )( )

( )vop

zyxzyxs fffHzyutxtQtzyxC

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡ −−−

−−

Δ= 2

2

2

2

2

2

2/3 2)(

22exp

2,,,

σσσσσσπ

trong đó - t = thời gian kể từ lúc thoát ra = khoảng cách theo chiều gió theo đường giữa của đám

mây ô nhiễm/vận tốc gió. - (t = khoảng thời gian thoát ra của chất ô nhiễm (giả thiết là rất nhỏ). - fp , f0 , fv – là các hệ số hiệu chỉnh liên quan tới độ phân rã phóng xạ hay phân hủy của

chất, sự lắng đọng khô và sự gột rửa do mưa tương ứng. - −222 ,, zyx σσσ các hàm phán tán theo các hướng x, y, z. Các hàm số này trong trường hợp

thiếu thông tin có thể sử dụng các công thức do Pasquill, Turner, Hanna đề xuất

6.2 Tính toán nồng độ trung bình – mô hình Hanna – Gifford cho nguồn vùng

Trong một số đô thị hoặc trong một số khu công nghiệp hay dân cư có rất nhiều nguồn thải cùng loại nằm rải rác và phân bố tương đối đều trên diện tích khu vực. Số liệu phát thải riêng từng nguồn rất khó xác định, nhưng tổng lượng phát thải của chúng có thể xác định một cách gần đúng quan các số liệu gián tiếp như tổng sản lượng sản xuất, tổng nhiên liệu tiêu thụ …. Trong trường hợp này để dự báo tình hình ô nhiễm trong khu vực người ta đưa ra một khái niệm gọi là nguồn mặt (hay còn gọi là nguồn vùng – area source) - được định nghĩa như một loại nguồn tổng cộng của tất cả các nguồn điểm, nguồn đường lẻ tẻ cùng loại năm trong khu vực.

Phần dưới đây trình bày một mô hình do Hanna đề xuất lần đầu tiên vào năm 1971 /xem tài liệu Steven R. Hanna. A simple method of calculating dispersion from Urban area sources. Journal of the Air pollution Control association, vol. 21., No. 12, pp. 774 – 777/. Mô hình này được áp dụng tại nhiều nước trong khối NATO và đã được PGS. Phùng Chí Sĩ áp dụng tính toán cho một số dự án môi trường trong nước.

Vùng đang xét được chia ra thành các ô vuông với kích thước Δx thay đổi trong khoảng từ 500 m tới 10 000 m. Ký hiệu (i,j) là ô nằm ở hàng thứ i và cột thứ j (các hàng được đánh số như sau: hàng trên cùng là hàng thứ nhất, cột đầu tiên bên trái là cột đầu tiên). Qai – là tải lượng ô nhiễm tại các ô vuông (mg/s) được gán cho điểm tại tâm ô vuông. Ký hiệu N0 là số hàng và M0 là số cột. Tải lượng ô nhiễm Qa tại mỗi ô vuông là tổng tải lượng của các nguồn trong ô vuông có thứ nguyên là (mg/m2.s) và được giải thiết đặt tại tâm ô vuông . Trong công trình được đề xuất ở trên, Hanna đã đề xuất phương pháp tính như sau: giả thiết rằng độ cao hữu dụng bằng 0 tại khắp nơi, bằng cách lấy tích phân công thức Gauss biến đổi sau:

( ) ( )⎪⎭

⎪⎬⎫

⎪⎩

⎪⎨⎧

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ +−+⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡ −−⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−= 2

2

2

2

2 2exp

2exp

2exp

2),,(

zzyzy

HzHzyuQzyxC

σσσσσπ

(6.13) Ta nhận được giá trị nồng độ C tại gốc tọa độ (x = 0, y = 0, z = 0) được tính theo công

thức tích phân sau đây:

120

∫ ∫∞ ∞

∞−⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=

02

2

2exp dydxy

uQ

Cyzy

a

σσσπ

(6.14) Trong một công trình của Gifford vào năm 1970 đã đưa ra giả thiết về vệt khói hẹp để

biến đổi công thức (6.14) về dạng

dxuQ

Cz

a

σπ∫∞

=0

2

(6.15) Để có thể lấy tích phân công thức (6.15) một loạt các đề xuất được đưa ra. ở đây lưu ý

tới đề xuất của Hanna. Giả sử cùng đã cho được chia thành các ô vuông với kích thước Δx. Giả thiết rằng ô tiếp nhận nằm tại hình vuông (i,j). Trên bảng 1 ký hiệu các ô vuông năm theo 8 hướng gió chính thổi tới ô (i,j). Khi đó với giả thiết rằng đại lượng σz(x) được tính theo qui luật lũy thừa

bz ax=σ

Có thể lấy tích phân (6.15) để nhận được công thức rời rạc sau

( ) ( )[ ]⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛−−−+−+

−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ Δ

= ∑−

=

−−− 1

1

111

1)(*21)(*2),(),()1(

12

2 i

k

bbb

B kikijkQajiQabua

xCπ

- Nếu hướng gió là hướng Bắc Bảng 6.5. Ký hiệu các ô vuông theo 8 hướng gió khác nhau

(1,1) (1,2) (1,3) (1,4) (1,5) (1,6) (1,7) (1,8) (1,9) (1,10) (2,1) (2,2) . (2,10) (i-2,j-2) (i-2,j) (i-2,j+1) (i-1,j-1) (i-1,j) (i-1,j+1) (i,1) (i,j-2) (i,j-1) (i,j) (i,j+1) (i,j+2) (i,M0) (i+1,j-1) (i+1,j) (i+1,j+1) (i+2,j-2) (i+2,j) (i+2,j+2) . . . . (10,1) (N0,j) (10,10)

Dưới đây là các công thức tính nồng độ C(i,j) theo các hướng gió.

- Theo hướng Nam

( ) ( )[ ]⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−−−+−+

−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ Δ

= ∑+=

−−−

0

1

111

1)(*21)(*2),(),()1(

12

2 N

ik

bbb

N ikikjkQajiQabua

xCπ

Trong công thức trên tổng được lấy theo các ô (i+1, j), (i+2,j),… (N0,j).

- Theo hướng Đông

121

( ) ( )[ ]⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−−−+−+

−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛Δ

= ∑+=

−−−

0

1

111

1)(*21)(*2),(),()1(

12

2 M

jk

bbb

D jkjkkiQajiQabua

xCπ

Trong công thức trên tổng được lấy theo các ô (i,j+1), (i,j+2), … (i,M0).

- Theo hướng Tây

( ) ( )[ ]⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−−−+−+

−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ Δ

= ∑−

=

−−− 1

1

111

1)(*21)(*2),(),()1(

12

2 j

k

bbb

T kjkjkiQajiQabua

xCπ

Trong công thức trên tổng được lấy theo các ô (i,j -1), (i,j-2), .. (i,1).

- Theo hướng Đông Bắc

( ) ( )[ ]⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛−−++−+

−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ Δ

= ∑−

=

−−− 1

1

111

1*21*2),(),()1(

12

2 i

k

bbb

DB kkkjkiQajiQabua

xCπ

Trong công thức trên tổng được lấy theo các ô (i-1,j +1), (i-2,j+2), ... - Theo hướng Đông nam

( ) ( )[ ]⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−−++++

−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛Δ

= ∑−

=

−−− iN

k

bbb

DN kkkjkiQajiQabua

xC0

1

111

1*21*2),(),()1(

12

2π

Theo công thức trên tổng được lấy theo các ô (i+1,j +1),(i+2,j+2), …

- Theo hướng Tây Nam

( ) ( )[ ]⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−−+−++

−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ Δ

= ∑−

=

−−− iN

k

bbb

TN kkkjkiQajiQabua

xC0

1

111

1*21*2),(),()1(

12

2π

Theo công thức trên tổng được lấy theo các ô (i+1,j -1), (i+2,j-2), …

- Theo hướng Tây Bắc

( ) ( )[ ]⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛−−+−−+

−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ Δ

= ∑−

=

−−− 1

1

111

1*21*2),(),()1(

12

2 i

k

bbb

TB kkkjkiQajiQabua

xCπ

Theo công thức trên tổng được lấy theo các ô (i-1,j -1), (i-2,j-2),…

Các công thức trên chỉ cho kết quả tính toán dự báo với một điều kiện khí tượng nhất định. Để tính toán được nồng độ chất ô nhiễm trung bình trong một phạm vi thời gian lâu hơn như trung bình tháng hay trung bình năm cần thiết phải dùng tần suất phân bố các đại lượng khác nhau như hướng gió, vận tốc gió. Khi đó nồng độ trung bình theo phạm vi thời gian như tháng hay năm được tính theo công thức :

122

Khi đó nồng độ tại tâm ô vuông (i,j) được tính theo công thức

( ) TBTBDNDNTNTNDBDBTTDDNNBB CPCPCPCPCPCPCPCPjiC +++++++=,

Trong công thức trên i chạy từ 1 tới N0, j chạy từ 1 tới M0. Trong các công thức trên các hệ số a,b được tính theo phương pháp thực nghiệm của Smith (1968) (xem bảng 6.6), P là tần suất gió theo các hướng trong phạm vi thời gian dài (trung bình ngày, tháng, năm).

Bảng 6.6. Bảng các hệ số thực nghiệm Smith (1968)

6.3 Mô hình Paal đánh giá ô nhiễm cho nguồn điểm xả thải vào kênh sông

Mô hình Paal được trình bày dưới đây cho phép đánh giá ảnh hưởng của nguồn thải điểm tại vùng lân cận với nguồn thải. Ưu điểm nổi bật của mô hình Paal là chỉ đòi hỏi những số liệu trung bình. Cơ sở lý luận của mô hình này được trình bày trong cuốn sách /[1]/ do Viện hàn lâm khoa học Liên xô xuất bản.

6.3.1 Khái niệm chất lượng nước Thành phần hóa học của nước thường được hiểu là tổng thể phức tạp các chất khoáng

và chất hữu cơ ở trong các dạng khác nhau của trạng thái ion-phân tử và keo. Theo xác định của Vernadsky, thành phần hóa học của nước tự nhiên phụ thuộc chủ yếu vào các quá trình địa hóa học trong các vùng địa lý - sự hòa tan muối, phân hủy các xác thực vật, quá trình phân rã và hóa mùn của các chất hữu cơ... Các quá trình này phụ thuộc vào độ làm ẩm, nhiệt độ, mức độ thấm khí, pH của môi trường, các điều kiện ôxy hóa - khử, vị trí và thành phần của nham thạch, mỏ dầu, đá phiến dầu mỏ, than bùn, quặng kim loại vv...Tuy nhiên hiện nay thành phần hóa học của nước chịu ảnh hưởng chủ yếu của các hoạt động kinh tế xã hội của con người và khái niệm "chất lượng nước" được xem xét từ góc độ có thích ứng với mục đính sử dụng hay không của nước đối với mục đích sử dụng cụ thể.

Như vậy đối với các mục đích khác nhau – dùng để uống, sinh hoạt hoặc nuôi trồng thủy sản – ta có các khái niệm chất lượng nước khác nhau. Tiêu chuẩn nước uống đòi hỏi các đặc tính cảm quan cao của nước, độ an toàn dịch tễ, tính không độc hại của các thành phần hóa học, trong đó cả về khía cạnh vệ sinh độc hại. Đối với nước dùng trong công nghiệp thì

Loại ổn định khí quyển theo Pasquill

a b

A 0.4 0.91 B,C 0.33 0.86 D 0.22 0.80 E, F 0.06 0.71

123

tiêu chuẩn chất lượng quan trọng nhất là mức độ và tính chất khoáng hóa, độ cứng, hàm lượng các chất lơ lửng, tuy nhiên một số chu trình công nghệ đòi hỏi nước có chất lượng như là nước uống.

Mục đích chính của việc định mức vệ sinh chất lượng nước là ngăn chặn tác động độc hại của nước đến sức khỏe nhân dân, bảo vệ các điểm dân cư khỏi các hậu quả độc hại có thể có của sự ô nhiễm nguồn nước trong việc sử dụng nước để ăn uống và sinh hoạt. Tuy nhiên cũng cần phải lưu ý rằng nước là môi trường sống của nhiều loài thủy sinh vật khác nhau và bản thân sự tồn tại của các thủy sinh vật là tuyệt đối cần thiết để bảo đảm sự cân bằng sinh thái học và để giữ khả năng tự làm sạch của nước.

Các yếu tố phi sinh học có thể gây nên những tổn thất lớn trong cấu trúc của hệ sinh thái. Các chất độc tách ra khỏi cấu trúc hệ sinh thái những quần thể sinh học nhạy cảm hơn cả với sự ô nhiễm, và nếu các loài này chết đi thì cấu trúc của hệ sinh thái sẽ thay đổi đáng kể. Kết quả là quá trình tự làm sạch của nguồn nước sẽ bị phá vỡ, và mức độ vô hại của nước bị suy giảm, điều này dẫn đến cái chết của các mắt xích sinh thái khác và làm tăng sự ô nhiễm của nguồn nước. Những thay đổi này thường diễn ra khi các yếu tố lý hóa bị phá hủy mạnh. Nói chung, trong hệ sinh thái đã thay đổi, trong đó các mắt xích nhạy cảm nhất đối với tác động của chất ô nhiễm bị rơi rụng thì chất lượng nước - như hàm số hoạt động sống, sẽ giảm sút đáng kể.

Hiện tại trên thế giới vẫn chưa có chuẩn mực thống nhất để đánh giá chất lượng nước. Ở các nước EU các chuẩn này dựa trên cơ sở thiết lập nồng độ giới hạn cho phép (NDGHCP) của các chất ô nhiễm trong nước thải (Đức, Bỉ, Tây ban nha, Hung ga ri và vv.), hoặc hướng tới giữ gìn một chất lượng nước nhất định trong các khu chứa nước (Hà lan, Thụy sỹ, Ba lan...). Đại đa số các trường hợp người ta phân biệt các dạng sử dụng nước sau: nước để uống và để dùng trong công nghiệp thực phẩm, để cho súc vật uống, để cho nông nghiệp, nuôi trồng thuỷ sản và cho các ngành công nghiệp chủ yếu. Ở Mỹ xác định các chuẩn chủ yếu cuả chất lượng nước mặt dùng cho sử dụng chung. Chuẩn của một số chỉ số được xác định như là nồng độ cho phép và nồng độ mong muốn (với hệ số an toàn cao hơn). Trên thực tế việc kiểm tra chất lượng nước ở Mỹ dựa trên cơ sở đại lượng cho phép của các chỉ số ô nhiễm trong nước thải và từ đó đưa ra nhu cầu vận dụng công nghệ làm sạch tương ứng, còn các chuẩn chất lượng nước được xác định nhằm đạt đến mức độ tẩy sạch đủ cao. Ở Nhật hệ thống phân loại nước theo mục đích sử dụng (5 dạng chính), và xác định nồng độ cực đại của chất ô nhiễm cho 11 lớp chất lượng nước khác nhau. Ở Liên Xô cũ hệ thống phân loại chất lượng nước liên kết các chỉ số bảo toàn, không bảo toàn, thủy sinh và vi khuẩn sự chỉ báo sinh học của vi khuẩn hoại sinh. Đồng thời cũng phân loại nước mặt theo mức độ khoáng hóa và theo thành phần ion.

Ở Việt Nam các tiêu chuẩn chất lượng nước đối với nước thải công nghiệp (TCVN 5945-1995), nước ngầm (TCVN 5944-1995), nước biển ven bờ (TCVN 5943-1995), nước mặt (TCVN 5942-1995) xác định giá trị giới hạn cho phép của các thông số (tất cả có 31 thông số) và nồng độ chất ô nhiễm khác nhau.

6.3.2 Cơ sở lý luận xây dựng mô hình toán chất lượng nước mặt

Nghiên cứu các quá trình ô nhiễm và tự làm sạch của sông, cũng như khả năng nhận được các đặc trưng định lượng của sự ô nhiễm vốn rất cần thiết cho mục đích dự báo, điều khiển và tối ưu chất lượng nước đòi hỏi công cụ nghiên cứu đặc biệt – mô hình toán học. Khi xây dựng mô hình toán học mô phỏng sự ô nhiễm sông thường gặp phải những khó khăn do

124

sự khác nhau của điều kiện địa lý của từng dòng sông cụ thể, số lượng lớn các nguồn ô nhiễm và bản thân các chất ô nhiễm, sự đa dạng của chúng theo các tính chất vật lý, hóa học và sinh học, sự thay đổi của chế độ khí tượng thủy văn. Điều này không cho phép xây dựng một mô hình ô nhiễm sông vạn năng, thích ứng cho mọi trường hợp.

Việc lựa chọn mô hình ô nhiễm cụ thể phụ thuộc nhiều vào mục đích nghiên cứu, mục đích dự báo yêu cầu mô hình được chọn phải thỏa các chỉ tiêu về sự đúng đắn của kết quả dự báo.

Các mô hình toán học mô phỏng các quá trình ô nhiễm và tự làm sạch của sông được phát triển theo hai hướng – xây dựng các mô hình thống kê và giải tích. Các mô hình thống kê dựa trên cơ sở kinh nghiệm tích lũy được, sử dụng thông tin về các trạng thái trước đó của hệ thống, ví dụ các số liệu quan trắc trong một khoảng thời gian dài về các chỉ số chủ yếu của chất lượng nước trên đoạn sông được nghiên cứu. Phân tích thống kê các chuỗi số liệu có hai cách tiếp cận: phân tích tần số (phân tích phổ) và phân tích thời gian, mỗi cách tiếp cận đều có những ưu điểm của mình. Trong phương pháp tần số các chuỗi thời gian được khai triển ra các thành phần phổ và nhận biết các tần số có thể liên quan đến các yếu tố ảnh hưởng lên chất lượng nước. Phương pháp này cho phép đánh giá những biến đổi tương ứng với những yếu tố nhất định, cũng như đánh giá tần số xuất hiện các giá trị nhất định của nồng độ chất ô nhiễm trong nước.

Phương pháp thời gian cho phép xây dựng mô hình quá trình có đầu vào ngẫu nhiên, còn đầu ra là các chuỗi thời gian – kết quả của bộ lọc tuyến tính gồm một loạt hàm số truyền. Đầu vào là dãy số liệu quan trắc, trong đó giá trị tương lai của một đại lượng nào đó được biểu diễn qua một loạt các giá trị quá khứ, ví dụ qua các chương trình hồi quy. Điểm đặc trưng của các chuỗi thời gian phải là sự phụ thuộc thống kê giữa các kết quả quan sát. Từ đó – hướng dự báo của phương pháp.

Các mô hình thống kê sự ô nhiễm của nước sông cho phép nhận được các chỉ số chất lượng nước với độ chính xác khá tốt. Tuy nhiên cần phải lưu ý rằng các phương pháp thống kê tương quan nhiều chiều, phân tích hồi quy và phân tán chỉ vận dụng tốt để dự báo chất lượng nước trong trường hợp các hệ thống sinh thái nước là tương đối đơn giản.

Phân tích thống kê các kết quả quan trắc xác định các sự phụ thuộc tương quan giữa các thống số khác nhau, ví dụ nồng độ chất ô nhiễm với lưu lượng. Những phụ thuộc này nếu có là riêng biệt đối với mỗi dòng sông cụ thể. Đối với một số sông hoàn toàn không tồn tại sự phụ thuộc tương quan giữa nồng độ các chất ô nhiễm với lưu lượng nước. Nói chung, các mô hình thống kê có thể là rất thuận tiện để dự báo ô nhiễm nước sông. Tuy nhiên tất cả các mô hình này đều có nhược điểm là không cho phép thấy trước trường hợp khi số lượng chất ô nhiễm thải ra tăng đột ngột (trường hợp tai biến).

Một hướng khác trong mô hình toán học về ô nhiễm nước – xây dựng các mô hình giải thích trên cơ sở tính đến ảnh hưởng các đặc điểm lý, hóa, sinh của các quá trình nhiễm bẩn và tự làm sạch sông. Khác với các phương pháp thống kê, ở đây mô hình bản thân các quá trình ô nhiễm được xây dựng dựa trên cơ sở các quy luật đã biết trong các lĩnh vực lý, hóa, sinh. Trong đại đa số các nghiên cứu, hiện tượng được mô phỏng biểu diễn dưới dạng một hệ phương trình tương đương với hiện tượng.

Khi xây dựng mô hình giải tích trước hết phải tính đến đặc tính ô nhiễm – (ô nhiễm bảo toàn hay không). Nồng độ các chất ô nhiễm bảo toàn chỉ thay đổi do các tác nhân cơ học (vận chuyển chất do chuyển động của nước, khuếch tán và pha loãng). Nồng độ các chất ô nhiễm không bảo toàn còn thay đổi do các tương tác hóa học, các quá trình lý hóa (hút bám, đông tụ, kết tủa…) và các phản ứng sinh hóa.

125

Sự chuyển hóa chất do tác động cơ học có thể chia làm hai thành phần: chuyển hóa do trường vận tốc trung bình của dòng chảy và chuyển hóa do các thành phần hỗn loạn ngẫu nhiên trong trường vận tốc (sự khuếch tán).

Sự ô nhiễm không bảo toàn thường được hiểu là sự ô nhiễm do các chất hữu cơ. Các chất này chuyển hóa trong dòng nước, phân hủy, ôxy hóa và trầm tích. Thông thường người ta dùng đại lượng BOD5 làm chỉ số cho sự ô nhiễm chất hữu cơ.

Ảnh hưởng của các yếu tố nêu trên cần phải được tính toán đến trong mô hình toán học của bài toán chất lượng nước. Một mô hình chất lượng nước, theo chúng tôi, cần phải đáp ứng những yêu cầu sau:

- Ý nghĩa thực tế: các kết quả nhận được của mô hình cần phải có ứng dung thực tế để thực hiện các công trình tương ứng;

- Đơn giản: số lượng các tham số tham gia vào mô hình không được lớn quá. Quá trình thu thập các số liệu thực nghiệm và các số liệu khác không được là quá khó khăn và tốn kém;

- Tính vạn năng: khả năng tính toán bức tranh phân bố nồng độ một số lượng lớn các chất ô nhiễm khác nhau theo không gian và thời gian.

6.3.3 Mô hình Paal - mô hình hóa quá trình hình thành chất lượng nước sông

Trong việc dự báo chất lượng nước người ta thường xác định nồng độ các chất ô nhiễm (các chất lơ lửng, N, P…) hoặc là các chỉ số xác định trạng thái của nước (nhiệt độ, độ pH, sự sử dụng ôxy sinh học, ôxy hòa tan trong nước v.v…) ở các mặt cắt tính toán. Số liệu ban đầu để tính toán chất lượng nước là các đặc tính của nguồn thải và các đặc tính thủy lực của đối tượng nước. Sự nhiễm ô nhiễm có thể xâm nhập vào các đối tượng nước qua nước thải hoặc là khuếch tán với dòng chảy bề mặt.

Cơ sở để tính toán nồng độ các chất ô nhiễm trong các đối tượng nước có thể là

- Lý thuyết nửa kinh nghiệm về sự khuếch tán chảy rối; - Lý thuyết khuếch tán chảy rối với vận tốc giới hạn; - Các công thức kinh nghiệm để tính toán sự phân bố các chất trong dòng chảy rối.

Trong số đó lý thuyết nửa kinh nghiệm về sự khuếch tán chảy rối và các công thức kinh nghiệm được xây dựng cụ thể hơn. Lý thuyết khuếch tán chảy rối với vận tốc giới hạn đến tận bây giờ vẫn hầu như chưa được áp dụng, mặc dù hiện nay người ta chú ý đến nó nhiều.

Như đã biết, phương trình khuếch tán chảy rối biểu diễn định luật bảo toàn chất, và trong cơ sở của phương trình này là các giả thuyết sau đây:

- Chất lỏng là không nén; - Số Reynolds đủ lớn để không tính đến hiệu ứng khuếch tán phân tử; - Số lượng các chất giải phóng ra trong 1 đơn vị thời gian trên 1 đơn vị thể tích rất ít, và

có thể bỏ qua ảnh hưởng của chúng đến cấu trúc chảy rối. Trong việc dự báo chất lượng của nước người ta thường xác định nồng độ các chất bẩn

(các chất lơ lửng, N, P, ...) hoặc là các chỉ số xác định trạng thái của nước (nhiệt độ, độ pH, sự sử dụng ôxy sinh học, ôxy hòa tan trong nước …v...và ) ở các mặt cắt tính toán. Số liệu ban đầu để tính toán chất lượng của nước là các đặc tính của nguồn bẩn và các đặc tính thủy lực của đối tượng nước. Sự nhiễm bẩn có thể xâm nhập vào các đối tượng nước qua nước thải hoặc là khuếch tán với dòng chảy bề mặt.

126

Để tính toán sự phân bố các chất bẩn dọc theo sông người ta sử dụng các đại lượng thủy lực đặc trưng như : vận tốc dòng chảy trung bình, bán kính thủy lực và góc lệch của lòng sông.

Cơ sở để tính toán nồng độ các chất bẩn trong các đối tượng nước là lý thuyết khuếch tán rối nửa kinh nghiệm và các công thức kinh nghiệm để tính toán sự phân bố các chất trong dòng chảy rối. Những vấn đề lý luận liên quan tới mô hình chất lượng nước trên kênh sông được trình bày trong Báo cáo đề tài khoa học khác. Phần dưới đây chỉ trình bày ngắn gọn một số nét chính về mô hình trên.

Với một số giả thiết nhất định, dựa trên định luật bảo toàn khối lượng, phương trình khuếch tán chảy rối nửa kinh nghiệm có dạng

0x y z x y zS S S S S S SV V V k k kt x y z x x y y z z

⎛ ⎞∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂⎛ ⎞ ⎛ ⎞+ + + + − + − + − =⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎝ ⎠

(6.16) trong đó S(x,y,z,t) là nồng độ trung bình theo thời gian của chất ô nhiễm, Vx, Vy, Vz –

vận tốc trung bình theo các hướng x, y, z; kx, ky, kz – các hệ số khuếch tán chảy rối của các chất theo các hướng trục tọa độ x, y, z.

Trong thực tế việc giải phương trình (6.16) với các hệ số khuếch tán gặp nhiều khó khăn nhất định, vì có rất ít thông tin về các qui luật thay đổi của các hệ số kx, ky, kz. Chính vì lý do này nên để giải bài toán xác định sự trộn lẫn các chất bẩn với nước mặt nhiều nghiên cứu đã đề xuất sử dụng các hệ số khuếch tán tích phân (theo khắp diện tích ướt của dòng chảy) có nghĩa là hệ số phân tán. Khi đó phương trình dành cho chất ô nhiễm bảo toàn có dạng

0 2

2

2

2

2

2

=∂∂

−∂∂

−∂∂

−∂∂

+∂∂

+∂∂

+∂∂

zSD

ySD

xSD

zSV

ySV

xSV

tS

zyxzyx (6.17)

trong đó Vx, Vy, Vz – vận tốc trung bình theo các hướng x, y, z; Dx, Dy, Dz – các hệ số phân tán.

Trong điều kiện các hệ thống nước chảy theo một hướng chủ đạo (sông, kênh v.v..) có

thể coi Vz = Vy = 0. Khi đó phương trình (6.2) có dạng

0 2

2

2

2

2

2

=∂∂

−∂∂

−∂∂

−∂∂

+∂∂

zSD

ySD

xSD

xSV

tS

zyxx , (6.18)

trong đó Vx – vận tốc trung bình ở tiết diện ướt của dòng chảy.

Hệ số phân tán được xác định một cách trung bình đối với tiết diện ướt của dòng chảy, vì vậy chúng không phụ thuộc vào tọa độ và đại lượng của chúng có thể được xác định qua các chỉ số thủy lực lòng sông.

Trong phương trình (6.3) hai số hạng đầu tiên xét đến sự thay đổi nồng độ của các chất theo thời gian, còn các số hạng còn lại - sự truyền tải đối lưu, tức là sự nhập vào lưu lượng bổ sung của nước chưa bẩn.

Quá trình tự làm sạch trong các hệ thống sông nước tùy vào đặc tính của chất ô nhiễm. Người ta chia các chất ô nhiễm ra làm hai loại chất bảo toàn và không bảo toàn. Nồng độ các chất ô nhiễm bảo toàn chỉ thay đổi do sự pha loãng. Nồng độ các chất ô nhiễm không bảo toàn trong nước của các hệ thống nước thay đổi không chỉ do sự pha loãng, mà còn do các sự tương tác hóa học, các quá trình lý - hóa (sự hút, sự nhả, kết tủa, tách ra và v.v..) và các phản

127

ứng sinh hóa. Trong các quá trình đó chất khởi điểm ban đầu chịu những chuyển hóa phức tạp theo các phản ứng song song và nối tiếp, tạo ra những sản phẩm trung gian và cuối khác nhau.

Trong quá trình thành lập phương trình phân tán, thường người ta chỉ xem xét các chất bảo toàn. Tuy nhiên để dự báo chất lượng nước cần phải tính toán đến cả các chất không bảo toàn. Trong phương pháp mô hình hóa, để tính đến ảnh hưởng của sự không bảo toàn chất ô nhiễm người ta đưa vào phương trình lan truyền khuếch tán (6.2) hàm số tổng quát F(S) đặc trưng cho các quá trình hóa học, sinh hóa học và các quá trình khác xảy ra với các chất ô nhiễm trong hệ thống nước.

Như vậy phương trình phân tán với chất ô nhiễm không bảo toàn có dạng

( )2 2 2

2 2 2 = 0x y z x y zS S S S S S SV V V D D D F St x y z x y z

∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂+ + + − − − +

∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂

( 6.19) Đối với từng chất ô nhiễm cụ thể hàm số F(S) được xác định tùy thuộc vào đặc tính

của quá trình.Trong phần lớn các trường hợp người ta cho rằng quá trình này được miêu tả bởi phương trình phản ứng bậc nhất (sự ôxy hóa các chất hữu cơ, sự chết của vi khuẩn, sự thấm khí và ….)

Nếu như chất thải xâm nhập đều theo thời gian thì chúng ta có sự thải dừng và các số hạng ∂S/∂t và ∂2S/∂x2 trong phương trình ( 6.19) bằng không và quá trình trộn lẫn trong sông khi Vy = Vz = 0 được miêu tả bằng phương trình

0 )( 2

2

2

2

=+∂∂

−∂∂

−∂∂ SF

zSD

ySD

xSV zyx ( 6.20)

Phương trình (6.5) cho nồng độ các chất ô nhiễm theo hướng ngang và hướng thẳng đứng. Đối với sông thường chấp nhận chiều rộng là lớn hơn nhiều so với chiều sâu B >> H (ở đây kí hiệu B là chiều rộng của sông còn H là chiều sâu). Trong trường hợp này có thể không tính đến phân tán theo phương thẳng đứng, có nghĩa là chấp nhận xấp xỉ ∂2S/∂z2 = 0. Khi đó phương trình (5.5) có dạng:

( ) 02

2

=+∂∂

−∂∂ SF

ySD

xS V yx ( 6.21)

Khi giải bài toán phân tán dọc theo sông cần phải xác lập điều kiện ban đầu và điều kiện biên.

Dựa vào các phương pháp toán học, các nhà khoa học Liên xô (cũ) trước đây đã xây dựng các nghiệm giải tích xấp xỉ cho bài toán biên cho phương trình (6.6). Các tham số cần thiết cho mô hình được trình bày trong Bảng 6.7.

Bảng 6.7. Các ký hiệu các tham số trong mô hình Paal

STT Ký hiệu ý nghĩa Thứ nguyên 1 Sct Nồng độ chất ô nhiễm trong chất lỏng thải (mg/l) 2 Q Lưu lượng nước thải từ cống thải (m3/s) 3 B Chiều rộng của sông (m) 4 Sp Nồng độ chất ô nhiễm trong nước sông ở

phía trên mặt cắt thải (mg/l)

128

5 K1 Hệ số chuyển hoá chất ô nhiễm Không thứ nguyên 6 Vx Vận tốc trung bình của dòng chảy (m/s) 7 H Là độ sâu trung bình của sông (m) 8 Dy Hệ số phân tán ngang theo hướng y (m2/s)

Hình 6.4. Hệ trục tọa độ và vị trí nguồn thải trong mô hình Paal

Giả thiết rằng nước thải được xả ra trên bờ phải của sông. Hệ trục tọa độ được chọn

như trên Hình 6.4. Trong trường hợp này sự phân bố các chất ô nhiễm thủy hóa được xác định theo công thức do nhà khoa học xô viết Paal cùng trường phái khoa học của ông tìm ra và đã đưa vào ứng dụng trong thực tế:

⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +−

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛π=

xy

x

y

xyx

CT

Vxk

xD

VBy

xDVBxDVH

qSS 1

2

42exp

2erf

1 , (6.22)

trong đó

( ) ∫ ξπ

= ξ−z

dez0

22erf ( 6.23)

Khi sự xả nước thải xảy ra từ khoảng cách b so với bờ thì sự phân bố nồng độ các chất

ô nhiễm phụ thuộc vào vi trí xả y0 = -B/2 +b. Trong trường hợp này Paal đã nhận được công thức sau đây:

129

( )⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −+−

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛+

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛π=

xy

x

y

x

y

xyx

CT

Vxk

xD

VbBy

xDVB-b

xDVbxDVH

qSS 1

2

42exp

2erf

2erf

1

(6.24) Hiện tại phương pháp thực nghiệm vẫn là phương pháp chủ yếu để xác định các hệ số

phân tán. Các thực nghiệm được tiến hành trong điều kiện phòng thí nghiệm và điều kiện thực địa, thường thì các số liệu thực địa không nhiều lắm do sự khó khăn của công việc lấy mẫu.

Theo kết quả nghiên cứu thực nghiệm của các tác giả có khá nhiều lựa chọn cho các hệ số phân tán. Trong tài liệu này sử dụng công thức sau đây:

xx VBD 5,1= ( 6.25)

Còn để tính hệ số phân tán ngang sử dụng công thức

3478,1

3524⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

HBHVD x

y . ( 6.26)

Để lưu ý tới sự thay đổi cường độ thải theo thời gian của các cống xả (xem Hình 6.5),

Paal đã đề xuất cách tính như sau:

Giả thiết rằng các khối nước và chất ô nhiễm bị trôn lẫn hoàn toàn ở mặt cắt ban đầu. Để ý rằng nồng độ nền ở trong nước suối thường là đại lượng không đổi hay là ở sự xấp xỉ thứ nhất Sp = 0, khi đó thì nồng độ trung bình của các chất trong nước sông được xác định như là nồng độ cân trung bình

i

iCTioi qQ

qSS+

= (6.27)

trong đó

- SCti – nồng độ ô nhiễm trong nước thải trong khoảng thời gian từ (i - 1)t đến it; - qi – lưu lượng nước thải trong khoảng thời gian đó.

Khi đó công thức tính toán có dạng

130

( )( )( )( )( )

( )( )

( )⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −+−

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛+⎟

⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛×

×⎪⎭

⎪⎬⎫

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

τ−

τ−−−⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

τ−−

τ−−−×

+×

⎩⎨⎧

+−=

∑=

xD

VbBy

xDVB-b

xDVb

itDitVx

itDitVx

SqQ

q

DkVVDxS

y

x

y

x

y

x

x

x

x

xn

iCTi

i

i

xxxx

42exp

2erf

2erf

1

2erf

121

erf

2exp

21

2

0

12

( 6.28)

1 τ 2 τ 3 τ 4 τ 5 τ 6 τ 7 τ 8 τ 9 τ 10 τ

S

Hình 6.5.Sự thay đổi nồng độ chất ô nhiễm trong cống nước thải theo thời gian

6.4 Mô hình toán sinh thái

6.4.1 Đặt vấn đề

Trong giai hiện nay vấn đề bảo vệ môi trường và đánh giá tình trạng môi trường sinh thái của các đối tượng môi trường có một ý nghĩa đặc biệt quan trọng. Rất nhiều dạng hoạt động của con người gây tác động tiêu cực tới môi trường sinh thái dẫn tới những hậu quả rất khó khắc phục. Chính vì vậy điều quan trọng là trước khi thực hiện dự án này hay dự án khác cần thiết phải tiến hành nghiên cứu phân tích những hậu quả mà nó có thể gây ra cho môi trường thiên nhiên. Để thấy được mối quan hệ giữa phát triển kinh tế với bài toán bảo vệ môi trường, dưới đây xem xét một ví dụ thực tế cụ thể.

Xét một vùng R nào đó mà ta đang quan tâm (xem Hình 6.6). Giả sử trên vùng R này có hồ (O), trong hồ này có K loại thủy sinh mà ta đã biết như tảo, cua, cá,... Tại vùng R này còn có khu rừng (L). Giả sử rằng, thành phần hệ sinh thái rừng gồm có (N -K) loại mà ta đã biết. Trạng thái sinh vật (phần sống của hệ sinh thái) của vùng được mô tả bởi một hàm vectơ theo thời gian t:

131

Y(t) = (y1(t) , ..., yK(t), yK+1 (t), ..., yN(t)), trong đó yi(t) - là số lượng (hay mật độ) vào thời điểm t của các thủy sinh với i ≤ K và dạng từ hệ sinh thái rừng với i > K. Trong một thời gian dài, các hệ sinh thái đã được hình thành và đang nằm trong trạng thái cân bằng, mật độ của đại đa số các dạng trong các hệ sinh thái này thay đổi không đáng kể. Trong trường hợp này, vectơ hàm số Y(t) có thể coi là một hàm không thay đổi theo thời gian. Trong trường hợp tổng quát, trạng thái của các thành phần sống trong hệ sinh thái đặc trưng bởi một quá trình thay đổi nào đó về mật độ (hay số lượng) của mỗi trong số chúng.

Hình 6.6. Mối quan hệ giữa con người với các hệ sinh thái

Giả thiết rằng, các cơ quan chính quyền đang xem xét kế hoạch xây dựng tại địa điểm

A của vùng R một xí nghiệp nào đó với một công suất xác định, công suất của xí nghiệp này theo thiết kế sẽ thải vào khí quyển chất thứ I với một số lượng a Tấn/năm và thải vào hồ chất thứ II với một số lượng b Tấn/năm. Đây là một kịch bản hoàn toàn thực tế, thậm chí cả khi đã sử dụng các thiết bị làm sạch có hiệu suất cao thì vẫn luôn có một lượng chất thải nào đó gia nhập vào môi trường và sẽ lan truyền vào môi trường này.

Như vậy ở đây ta đã mô tả một tác động mang yếu tố con người lên môi trường xung quanh (cụ thể ở đây là sự hoạt động của xí nghiệp tại địa điểm A của khu vực R của vùng đang xét). Trong quá trình mô tả này, ta sẽ xem xét tác động mang yếu tố con người này sẽ dẫn tới sự thay đối môi trường của vùng R và các khu vực phụ cận R như thế nào.

Sự tác động của con người lên môi trường thể hiện ở những điểm sau đây : Thứ nhất là sự thay đổi nồng độ của chất I trong không khí do sự thải ra thường xuyên của xí nghiệp. Thứ hai, cũng do chính nguyên nhân trên mà nồng độ chất thứ II trong nước hồ cũng thay đổi. Ngoài sự phụ thuộc vào loại chất bẩn có thể xảy ra việc chuyển chất bẩn từ môi trường này vào môi trường khác.

Ví dụ như do việc đốt than và dầu, cũng như do hoạt động của một loạt các xí nghiệp hóa học, các hợp chất của thủy ngân có thể rơi vào không khí. Trong không khí diễn ra quá trình lan truyền của chúng theo các dòng không khí. Các hợp chất này có thể chuyển từ không khí vào đất và ngược lại và ngược lại từ không khí vào môi trường nước, cũng như từ đất vào nước do gột rửa chúng vào các dòng nước. Trong môi trường nước thủy ngân dưới dạng các

132

hợp chất hòa tan có thể lan truyền do các dòng nước và do sự khuếch tán. Sự tách của các hợp chất thủy ngân từ môi trường nước vào môi trường không khí thường diễn ra chậm hơn các quá trình đã được mô tả ở trên. Vì vậy có thể coi rằng trong môi trường nước các hợp chất của thủy ngân được tích tụ lại. Trên Hình 6.7 có chỉ ra sơ đồ lan truyền chất thải thủy ngân trong môi trường thiên nhiên (một phần nhỏ các hợp chất của thủy ngân di chuyển từ thủy quyển vào môi trường không khí được đánh dấu bởi đường gạch đứt đoạn).

Thủy quyển

Khí quyển

Đất

Hình 6.7. Sự lan truyền của thủy ngân trong thiên nhiên

Với điều kiện làm việc liên tục của xí nghiệp và do đó với sự phát thải thường xuyên các chất bẩn I và II vào môi trường thiên nhiên, các quá trình lan truyền và khuếch tán chất bẩn diễn ra theo các qui luật địa vật lý, địa hóa và các qui luật khí tượng thủy văn sẽ dẫn tới một sự cân bằng động nào đó. Điều này có nghĩa là, trong các môi trường thiên nhiên đang xét như - nước hồ, đất và không khí sẽ xuất hiện các nồng độ xác định của các chất đang xét. Chúng ta biểu diễn qua

q = (q1B ,q1P ,q1A ,qIIB ,qIIP ,qIIA )

Trong ký hiệu vectơ các nồng độ này: chỉ số đầu tiên chỉ dạng chất bẩn, chỉ số thứ hai

- dạng môi trường, B - môi trường nước, P – môi trường đất, A – môi trường không khí. Như vậy, tác động mang yếu tố con người ở đây cụ thể là sự hoạt động của một xí nghiệp mới xây dựng. Hoạt động của xí nghiệp này sẽ dẫn tới sự thay đổi trong thế giới vô sinh của môi trường (cụ thể ở đây là đất, nước, không khí). Rõ ràng, một trường nồng độ các chất bẩn do các xí nghiệp thải vào các môi trường thiên nhiên của vùng đang xét xuất hiện. Nếu các chất I và II với một lượng nào đó đã có mặt trong các môi trường thiên nhiên thì hoạt động của xí nghiệp sẽ dẫn tới sự thay đổi các nồng độ ban đầu của nó. Ví dụ như các hợp chất của chì có thể rơi vào khí quyển bằng các con đường tự nhiên khác - kết quả từ các nguồn khoáng khác nhau trong lòng đất.

Do sự tạo thành hay thay đổi nồng độ q của các chất I và II trong môi trường tự nhiên của vùng bắt đầu diễn ra các quá trình thay đổi trong thế giới sinh vật hệ sinh thái vùng. Những thay đồi này có thể mang đặc tính định lượng hay định tính. Những thay đổi định lượng thực chất là những thay đổi về số lượng (hay mật độ) các loài đang sống trong vùng R đang xét và trước khi bắt đầu xét ảnh hưởng mang yếu tố con người. Nếu xí nghiệp thải ra chất SO2 và trong hệ sinh thái rừng có thông thì sự ra tăng nồng độ của SO2 trong khí quyển

133

dẫn tới sự giảm mức tăng trưởng của loài thông trong năm. Kết quả là sự giảm dần sinh khối thông trên một đơn vị điện tích .

Dưới đây có đẫn ra các dữ liệu trong phần trăm về sự giảm độ tăng truởng năm của thông loại Pinus silvestris L, phụ thuộc vào nồng độ của SO2 trong không khí so với các vùng cách khá xa nguồn thải SO2 (nồng độ SO2 trong khí quyển tại các vùng "sạch" như vậy gọi là nồng độ nền)

Bảng 6.8. Độ nhạy cảm của thông với sự có mặt của SO2 trong khí quyển

Nồng độ trong khí quyển mg/m3

Độ giảm tốc độ tăng trưởng %

100 20 140 25 180 30

Sự thay đổi định tính thực chất là sự biến mất một số dạng của hệ sinh thái trước đây

tồn tại trong vùng cũng như xuất hiện một số dạng trong của hệ sinh thái trước đây không tồn tại. Ví dụ như có thể chỉ ra sự vắng mặt địa y trong thành phố nơi nồng độ SO2 trong không khí rất cao do sự hoạt động của các xí nghiệp công nghiệp, sự hoạt động của trạm nhiệt điện cũng do một loạt các nguyên nhân khác. Địa y là một loại khá nhạy cảm với SO2.

Dưới đây, trong bảng có dẫn ra các dữ liệu về sự nhạy cảm của một số loài địa y đối với SO2. Dấu cộng (+) có nghĩa là khi nồng độ SO2 lên cao sẽ làm giảm loại này, còn dấu trừ (-) có nghĩa là khi nồng độ SO2 lên cao nó sẽ không gặp.

Bảng 6.9. Độ nhạy cảm một số dạng địa y đối với SO2

Tên loài Phạm vi nồng độ mg/m3 2,85 ÷ 5,70 5,70 ÷ 8,55 > 8,55 Bacidia chloroccoca (Graewe) Lett Parmelia sulcata Tayl Cetraria chia Tuck

+ + +

+ + -

+ - -

Do sự thay đổi nồng độ của các chất hóa học trong nước cho nên ngoài các quá trình

định lượng diễn ra còn có thể các quá trình định tính trong các hệ sinh thái diễn ra. Ví dụ khá điển hình trong trường hợp này là sự thích nghi dinh dưỡng. Chúng ta cùng nhau giải thích hiện tượng này. Sự có mặt trong nước của hồ các phần tử sống ở trong trạng thái hòa tan – các hợp chất nitơ, phốtpho, sắt và một loạt các phần tử khác – là các chất cần thiết cho sự phát triển của tảo. Tảo sử dụng năng lượng mặt trời và các chất sinh học để xây dựng các phân tử protit thực vật. Trong các hồ nghèo các chất sinh học, mật độ tảo không cao, và do đó mật độ của các dạng sinh học lấy tảo làm thức ăn (động vật nổi, các loài cá ăn sinh vật nổi). Mật độ cá ăn thịt cũng ít. Các loại hồ nước dạng như vậy người ta gọi là ngèo dinh dưỡng, ví dụ điển hình thuộc loại này là hồ trên núi.

Nếu nồng độ các chất sinh học trong nước tăng lên thì mật độ tảo bắt đầu tăng lên, dạng của chúng cũng thay đổi theo. Với nồng độ các phần tử sinh học lớn mật độ tảo trở nên rất lớn, hồ trở nên “có màu thay đổi”. Với sự thối rữa của tảo liên quan tới một phần lớn oxy hòa tan trong nước. Hồ trở nên “giàu chất sống hơn”, thành phần dạng của hệ sinh thái thay đổi. Quá trình dinh dưỡng thích hợp của các hồ nước với sự tăng nồng độ các phần tử sinh

134

vật trong chúng cũng diễn ra gần tương tự như vậy. Các hồ nước như vậy gọi là các hồ thích nghi dinh dưỡng.

Sự thay đổi định tính vừa xét ở trên xuất hiện trong thế giới sinh vật của các hệ sinh thái thiên nhiên phản ứng lại những thay đổi trong thế giới vô sinh là các ví dụ của hiện tượng diễn thế ngoại sinh. Thực chất của hiện tượng này giải thích như sau. Mỗi trạng thái của thế giới vô sinh, như ánh sáng, nhiệt độ và các chế độ thủy văn, nồng độ các chất hóa học trong thế giới tự nhiên và các tham số khác tương ứng với một trạng thái gần cân bằng (trạng thái cực đỉnh) của thế giới sinh vật của hệ sinh thái, được đặc trưng bởi thành phần xác định và các mật độ xác định (hay với số lượng xác định) của các dạng sinh vật trong một hệ sinh thái. Với sự thay đổi của môi trường vô sinh (ví dụ như sự thay đổi trường nồng độ của một vài chất nào đó), trạng thái cực đỉnh trước đây sẽ thay đổi. Bắt đầu quá trình thay đổi đến một trạng thái cân bằng mới tương ứng với trạng thái mới của môi trường vô sinh. Qúa trình này gọi là quá trình diễn thế ngoại sinh.

Bây giờ chúng ta có thể phát biểu bài toán dự báo môi trường liên quan tới kế hoạch xây dựng nhà máy tại khu vực R. Bài toán này bao gồm hai phần:

Xác định nồng độ của các chất bẩn: q = (qIB, qIP, qIA, qIIB, qIIP,qIIA) Theo trường nồng độ q đã tìm xác định trạng thái cân bằng mới Y của thế giới sinh vật

trong hệ sinh thái, nghĩa là mô tả thành phần dạng và mật độ (số lượng) của dạng đại diện trong hệ sinh thái cực đỉnh mới.

Chúng ta mô tả ở phần trên bài toán dự báo môi trường cụ thể chỉ theo kế hoạch nghiên cứu khoa học kỹ thuật. Như vậy, dự báo có thể được sử dụng trong thực tế chỉ với mục đích thông qua quyết định đối với việc xây dựng một xí nghiệp cụ thể ? Chúng ta xét một trong số các phương án thông qua các quyết định. Giả sử rằng trong thẩm quyền của chúng ta có một tiêu chuẩn Q nào đó cho phép đánh giá lợi ích hoạt động của xí nghiệp cũng như mức độ thích hợp, có lợi của một trạng thái của hệ sinh thái so với trạng thái khác. Giả sử Qp – là mức độ lợi ích của xí nghiệp đang được thiết kế. Mức độ phát thải đã được định mức trước là V = (a,b) xác định trường nồng độ các chất bẩn trong môi trường thiên nhiên, trường nồng độ này ứng với một trạng thái cực đỉnh mới Y của thế giới sinh vật của hệ sinh thái khác với trạng thái ban đầu Y0; khi đó [Q(Y) - Q(Y0)] – là số gia mức độ lợi ích trạng thái của hệ sinh thái. Qui tắc thông qua quyết định trong trường hợp này sẽ như sau: nếu tổng lợi ích Q = [Qp + Q(Y) - Q(Y0)] dương (Q > 0), thì quyết định xây dựng xí nghiệp sẽ được thông qua, nếu giá trị này âm (Q < 0), thì quyết định xây dựng xí nghiệp sẽ không được thông qua. Sơ đồ này được xây dựng trên một quá trình (linh cảm) so sánh các lợi ích của việc xây dựng xí nghiệp với các chi phí theo nghĩa thay đổi tình trạng môi trường.

Ta có thể lưu ý rằng tiêu chuẩn Q được xác định không chỉ bằng các lợi ích kinh tế. Khi soạn thảo các tiêu chuẩn người ta còn lưu ý đến các yếu tố xã hội, chính trị hay thẩm mỹ.

Như vậy, việc giải bài toán điển hình của chúng ta trong việc dự báo môi trường có thể trình bày trên Hình 6.8.

135

Hình 6.8. Bài toán dự báo môi trường với lợi ích kinh tế

6.4.2 Xây dựng mô hình toán mô tả một số hệ sinh thái

Như đã biết, các phương pháp hiện đại dự báo sự phát triển của các hệ sinh thái trong điều kiện có sự tác động mạnh mẽ của con người dựa trên cơ sở ứng dụng các mô hình toán sinh thái khác nhau và trên cơ sở tiến hành các tính toán mô phỏng trên các mô hình này.

Mô hình là sự mô tả trừu tượng hiện tượng này hay hiện tượng khác của thế giới thực cho phép dự báo hiện tượng này. Mô hình toán học mô tả hiện tượng thực bằng các phương tiện toán học như hệ phương trình vi phân, đồ thị, hệ các phương trình sai phân … Mô hình toán học trong lĩnh vực môi trường sinh thái phát triển mạnh mẽ trong thời gian qua. Việc sử dụng mô hình toán học để mô tả sự phát triển và dự báo tình trạng môi trường đã mang lại những hiệu quả to lớn. Bắt đầu từ năm 1926, Volterra đã ứng dụng công cụ toán học nhằm làm sáng tỏ mối quan hệ giữa hai loài cạnh tranh đến nay số lượng các mô hình lên tới hàng trăm và đang tiếp tục phát triển. Các mô hình này mô tả động lực học của các quá trình khác nhau với sự tham gia của nhiều tham số và với độ chính xác khác nhau dự báo sự thay đổi của chúng.

Hệ sinh thái là tổ hợp của một quần xã sinh vật với môi trường vật lý mà quần xã đó tồn tại, trong đó các sinh vật tương tác với nhau và với môi trường để tạo nên chu trình vật chất và sự chuyển hóa của năng lượng.

Hệ sinh thái được nghiên cứu từ lâu và vì vậy, khái niệm này đã ra đời ở cuối thế kỷ XIX dưới cái tên khác nhau như “Sinh vật quần lạc”, sau này được mở rộng thành khái niệm “sinh vật địa quần lạc” (biogeocenose) vào năm 1944. Từ “hệ sinh thái” (ecosystem) được A. Tansley nêu ra vào năm 1935 và trở thành phổ biến, được sử dụng rộng rãi nhất vì nó không chỉ bao hàm các hệ sinh thái tự nhiên mà cả các hệ sinh thái nhân tạo. Hệ sinh thái luôn là một hệ động lực mở, bởi vì trong quá trình tồn tại và phát triển, hệ phải tiếp nhận cả nguồn vật chất và năng lượng từ môi trường.

Các dạng vật chất của một hệ sinh thái ứng với một điều kiện nhất định được gọi là một trạng thái của hệ và gọi là biến trạng thái (State variables). Các yếu tố bên ngoài có ảnh hưởng tác động đến các biến trạng thái được gọi là các biến ngoại sinh (exogenous variables)

136

như mưa, nắng, gió, nhiệt độ, áp suất … . Các yếu tố do con người đưa vào để điều khiển sự biến động của hệ được gọi là biến điều khiển (decision variables). Các trạng thái khi mà thời gian biến đổi nó vẫn giữ nguyên được gọi là trạng thái bền vững (Steady state).

Trong nghiên cứu các hệ sinh học người ta đặc biệt quan tâm tới việc đi tìm phương pháp giải thích sự biến đổi trạng thái của hệ và sự dẫn tới các trạng thái bền vững. Một số vấn đề cần quan tâm ở đây khi nghiên cứu hệ như: cỡ của hệ (tức là độ lớn của hệ như chiều dài, độ cao, …), thời gian tồn tại của hệ (tuổi thọ), khả năng phát triển (sinh sản, chết chóc), sự tổn thất đối với hệ (như bệnh tật, thiên tai…) … Công việc thiết lập các mối liên hệ nào đó trong một hệ được gọi là mô hình hóa hệ sinh thái. Lưu ý rằng, một hệ có thể có nhiều loại đối tượng như quần thể, loài, cá thể …. Để xây dựng được mô hình cho một hệ sinh thái cần thiết đến các kiến thức về môi trường, phương trình vi phân, tích phân, xác suất thống kê, lý thuyết tối ưu.

6.4.2.1 Tốc độ dòng

Một hệ sinh thái S gồm các thành phần (biến trạng thái) ký hiệu là Si . Khi đó có thể biểu diễn dưới dạng 1 vec tơ như sau: S = (S1, S2, … , Sn). n gọi là chiều của hệ sinh thái. Với n =1, S được gọi là hệ 1 chiều, n ≥ 2 , S được gọi là hệ nhiều chiều. Ngoài các thành phần là biến trạng thái ra hệ còn có các biến ngoại sinh và biến điều khiển ảnh hưởng đến các biến trạng thái.

Ví dụ: Hệ sinh thái nước

Hình 6.9. Sơ đồ hệ sinh thái nước

Định nghĩa. 1. Dòng dịch chuyển vật chất từ trạng thái này đến trạng thái khác của hệ trong một đơn vị thời gian được gọi là tốc độ dòng giữa 2 trạng thái.

Ký hiệu J(i,j) là tốc độ dòng từ trạng thái i đến trạng thái j. Ví dụ dưới đây là ví dụ của hệ thú mồi.

Dinh dưỡng trong nước (S1)

Thực vật nổi (S2)

Động vật nổi (S3)

Động vật đáy (S4)

Cá (S5)

Mưa, gió, nhiệt độ, bức xạï, áp suất, không khí

Chế độ đánh bắt cá và bổ sung dinh dưỡng

137

Hình 6.10 Sơ đồ thú mồi

Nếu quần thể chỉ có sinh, không chết, các điều kiện môi trường là dừng (trong một khoảng thời gian nào đó) thì

1)1,1( rSJ ≡

trong đó r – là tốc độ sinh sản của một cá thể. Nếu quần thể có sự hạn chế bão hòa của môi trường là K thì Verhulst đã đề xuất công thức:

11)1,1( S

KSKrJ ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −

≡

trong đó K – là mức bão hòa.

Dựa vào qui luật biến đổi các quần thể trong điều kiện có sự cạnh tranh giữa hai loài quần thể Volterra và các nhà nghiên cứu sau ông đã thiết lập:

211)2,1( SSaJ ≡

22)2,2( SrJ ≡

6.4.2.2 Tốc độ biến đổi

Định nghĩa 2. Tốc độ biến đổi của một biến trạng thái i của hệ bằng tổng tất cả các hiệu quả thực sự của các dòng vật chất đối với biến đó trong một đơn vị thời gian. Nói một cách khác là bằng tổng tất cả các dòng vật chất đi vào trừ đi tổng tất cả các dòng vật chất đi ra từ biến i trong 1 đơn vị thời gian.

Ký hiệu tốc độ biến đổi của một biến trạng thái i là Fi . Khi đó

Mồi S1 Thú S2

J(1,1) J(2,2)

J(1,2)

∑ ∑−== ≠

N

j ijiji jiJijJF

1 ')',(),(α

138

Trong đó N – là số các biến trạng thái của hệ, trong đó αji - là tỷ lệ chuyển hóa vật chất từ j vào I (j=1,2,…, N).

Ví dụ trong trường hợp hệ sinh thái gồm hai loài quần thể cạnh tranh nhau ta có

6.4.2.3 Phương trình dự báo

Phương trình

Được gọi là phương trình dự báo trạng thái (Si (t))

Ví dụ như hệ thú – mồi ta có hệ phương trình Volterra – Lotka: (trong ví dụ này ta ký hiệu lại S1 được thay bằng N, S2 được thay bằng P)

- N – mật độ con mồi, t: thời gian, r1- hệ số sinh trưởng tiềm năng của con mồi khi không có vật ăn thịt; P – mật độ vật ăn thịt, t: thời gian, r2- hệ số chết tiềm năng của vật ăn thịt khi không có con mồi.

- K1 : Hệ số thể hiện mức giảm sự phát triển của quần thể con mồi do một cá thể vật ăn thịt;

- K2 : Hệ số thể hiện mức tăng sự phát triển của quần thể vật ăn thịt theo một đơn vị (hoặc sinh khối) con mồi;

- Các điều kiện ban đầu là số lượng mồi và thú tại thời điểm ban đầu: N(0) = N0, P(0) = P0 . Dưới đây ta gọi bài toán này là bài toán A.

6.4.2.4 Mô hình hệ sinh thái nước:

Vào năm 1971, Ditoro có đưa ra mô hình hệ sinh thái nước với 3 biến trạng thái là

dinh dưỡng (S1), thực vật nổi (S2) và động vật nổi (S3). Sơ đồ dòng thông tin và các tốc độ dòng được thể hiện trên Hình 6.11.

211111 )2,1()1,1( QQaQrJJF −=−=

21222122 )2,2()2,1( QQaQrJJF +=+= α

).(tFdt

dSi

i =

NPKrdtdN )( 11 −=

PrNKdtdP )( 22 −=

(1)

139

Hình 6.11. Sơ đồ hệ sinh thái nước với các tốc độ dòng chuyển hóa vật chất

Việc xác định các tốc độ dòng đã được Diroto thực hiện như sau:

- Động vật nổi không hút dinh dưỡng trực tiếp mà qua thực vật nổi: J(1,3)=0; - Thực vật nổi không ăn động vật nổi nên J(3,2)=0 - Động vật nổi ăn thức qua sự lọc bởi thực vật nổi nên xem nó là vật chủ, thực vật là vật

mồi và do đó thỏa phương trình Volterra J(2,3)=VCg S2S3 trong đó Cg là tốc độ lọc của

mỗi cá thể; V: thể tích; - J(1,2) là tốc độ tiêu thụ dinh dưỡng của thực vật nổi phụ thuộc vào một số biến ngoại

sinh như: nhiệt độ, bức xạ, tổng số dinh dưỡng S1.

MSKSSKaXGXGJ SSTT11

2111).()()2,1(+

=

GT(XT) và GS(XS) – là các hàm số lưu ý tới sự ảnh hưởng của nhiệt độ XT và bức xạ XS. M: tốc độ tăng trưởng cực đại; K1: là hệ số bán bão hòa giữa thực vật nổi và dinh dưỡng; a1:hệ số kinh nghiệm;

- J(2,1) là tốc độ tái sinh dinh dưỡng qua thực vật nổi bài tiết và chết, nó phụ thuộc vào thời tiết và số lượng thực vật nổi:

( )Tp

T XGSJ 2)1,2( =

- J(3,1) là tốc độ tái sinh dinh dưỡng qua động vật nổi , tức là do sự thối rữa của

động vật nổi, và phần dinh dưỡng qua thực vật đến với động vật nổi, sau khi dùng không hết lại trở về với dinh dưỡng.

140

3222

222333)1,3( SS

SKKaaSKJ ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡+

−+= α

K3, α23 , a, a2 - là các hệ số thực nghiệm.

Dựa trên định luật cân bằng Ditoro đã xây dựng phương trình dự báo như sau:

MXGXGSKSSKa

SSSK

KaaSKXGSVSqvqDF

dtdS

SSTT

Tp

T

)()(

)()(

11

2111

3222

22233331221

111

1

+−

+⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

−+++−== ααα

32211

211112

222

2 )()()( SaSXGaXGXMGSKSSKa

VSqqCF

dtdS

Tp

TssTT −−+

+−== α

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

−+−+−== 3222

2223333223

333

3 SSSK

KaaSKSaSVSqqCF

dtdS αα

Các hệ số thực nghiệm được xác định dựa trên các nghiên cứu thí nghiệm thực tế. Hệ

phương trình trên cùng với điều kiện ban đầu S1(0) = S1 , S2(0) = S2 , S3(0) = S3 tạo thành bài toán Cauchy. Tiếp theo đây ta sẽ gọi bài toán này là bài toán B.

Để giải số bài toán A và B người ta xây dựng nhiều giải thuật khác nhau dựa trên giải số bài toán Cauchy cho hệ phương trình vi phân thường. Một trong những thuật toán thường được áp dụng là thuật toán Runge – Kutta.


1. Mô hình là gì và vì sao cần thiết phải xây dựng và ứng dụng mô hình. 2. Trình bày các khái niệm phát tán, lan truyền, khuếch tán, lắng đọng trong bài toán mô

hình lan truyền chất trong môi trường không khí. 3. Hãy trình bày bốn phạm vi không gian – thời gian của đối tượng cần mô hình hóa

trong nghiên cứu môi trường. 4. Hãy trình bày công thức Berliand cho trường hợp khí và bụi nhẹ. Làm rõ các giả thiết

để nhận được công thức này cũng như ý nghĩa các tham số tham gia vào công thức Berliand.

5. Hãy trình bày công thức Berliand cho trường hợp bụi nặng. Nêu rõ ý nghĩa các tham số tham gia vào công thức Berliand.

6. Hãy trình bày công thức Gauss cho nguồn liên tục. Làm rõ các điều kiện để nhận được công thức Gauss.

7. Thế nào là nguồn vùng. 8. Hãy trình bày mô hình Hanna – Gifford cho nguồn vùng. 9. Hãy trình bày mô hình Paal cho nguồn điểm nằm trên bờ phải của sông.

141

10. Tốc độ dòng là gì? 11. Hãy trình bày phương trình Lotka – Volterra.


1. Falcovskya và các cộng sự, 1982. Cơ sở dự báo chất lượng nước mặt. Nhà xuất bản Khoa học, Matxcơva. 181 trang.

2. Lê Thị Quỳnh Hà và các cộng sự, 2000. Mô hình hóa quá trình hình thành chất lượng nước sông Đồng Nai.// Đề tài nhánh của đề tài KH.07.17 “Xây dựng một số cơ sở khoa học phục vụ cho việc quản lý thống nhất và tổng hợp chất lượng môi trường nước lưu vực sông Đồng Nai”. 75 trang.

3. Phạm Ngọc Đăng, 1997. Môi trường không khí. Nhà xuất bản khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. 371 trang.

4. Trần Ngọc Chấn, 2000. Ô nhiễm môi trường không khí và xử lý khí thải. Tập 1, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. 214 tr.

5. Chu Đức, 2001. Mô hình toán các hệ thống sinh thái. Nhà xuất bản Đại học quốc gia Hà Nội. 204 trang.

142

PHẦN THỨ BA

CHƯƠNG 7 PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG HỆ THỐNG THÔNG TIN – MÔ HÌNH MÔI TRƯỜNG TÍCH HỢP VỚI GIS

Trong chương này trình bày phương pháp xây dựng các Hệ thống thông tin – mô hình

môi trường tích hợp với GIS thành một công cụ duy nhất cho người sử dụng trên những ví dụ các phần mềm ENVIMWQ 2.0, ENVIMAP 2.0, ECOMAP 2.0. Các phần mềm này đã được tác giả giáo trình này đưa vào giảng dạy tại một số Trường Đại học trong nước. Tại các Hội nghị khoa học về GIS và viễn thám, các nghiên cứu và ứng dụng này thường được xếp vào tiểu ban « GIS và các hệ hỗ trợ thông qua quyết định » Một số kết quả nghiên cứu theo hướng này được trình bày trong các công trình /[1] – [9]/.

7.1 Mở đầu

Tình trạng môi trường được đánh giá bởi nhiều tham số ràng buộc với nhau, và sự

ràng buộc đó lại chịu ảnh hưởng của các thay đổi thường xuyên nên đã gây không ít khó khăn cho bài toán đánh giá và dự báo hệ quả tiêu cực do hoạt động kinh tế của con người lên môi trường. Nghiên cứu môi trường được nhiều Trung tâm khoa học trên thế giới tiến hành, các tập thể khoa học tập trung vào làm rõ các hệ quả có thể của các dự án lớn lên môi trường và sức khỏe con người. Có thể lưu ý tới một số đặc điểm trong các công trình khoa học nghiên cứu môi trường trong những năm gần đây :

- Cường độ hoạt động kinh tế của con người đã đạt tới mức khi mà ảnh hưởng lên môi trường là không thể tránh khỏi nên sự cần thiết ở đây không chỉ là bài toán bảo vệ môi trường mà là bài toán quản lý sự phát triển của nó. Bài toán bảo vệ môi trường cần phải xem xét ở giai đoạn lựa chọn quyết định (dự án, vị trí, công nghệ), phát hiện và thấy trước những hệ quả tiêu cực có thể gây ra cho thiên nhiên ở giai đoạn chờ thông qua quyết định.

- Hệ quả của một dự án nào đó được đưa vào thực hiện có liên quan tới sự thay đổi môi trường, động chạm tới nhiều người có vai trò, trách nhiệm, thẩm quyền nhưng họ lại sử dụng các thông tin, phương pháp (thậm chí cả nguyên lý) khác nhau, không có phương pháp thống nhất trong việc tìm và đánh giá quyết định. Vì vậy cần phải thiết lập các phương tiện công cụ để họ cùng tham gia vào việc tìm kiếm các lời giải bài toán môi trường.

- Trong nghiên cứu đã sử dụng phương pháp tích hợp các mô hình khác nhau như tích hợp mô hình lan truyền chất với các mô hình đánh giá ảnh hưởng lên các hệ sinh thái. Lồng ghép mô hình các quá trình môi trường với các mô hình kinh tế. Trong hai mươi năm qua, rất nhiều phần mềm máy tính được phát triển để ứng

dụng trong quản lý môi trường. Các bộ chương trình phần mềm tổng quát và đa năng đang đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực quản lý môi trường. Những thành tựu gần đây trong lĩnh vực công nghệ thông tin đã dẫn tới một thực tế là người cán bộ quản lý môi trường hiện nay đều có thể (và trên thực tế đã diễn ra) sử dụng máy tính để lưu trữ, xử lý

143

số liệu trên máy tính. Điều thực tế này đang thúc đẩy các nhà nghiên cứu môi trường xây dựng các bộ chương trình máy tính riêng phục vụ cho công việc của mình.

Trên cơ sở lý luận và thực tiễn được đúc kết trong thời gian qua, nhóm nghiên cứu ENVIM (www.envim.com.vn) đã xây dựng một số phần mềm máy tính khác nhau phục vụ cho công tác quản lý môi trường. GIS được sử dụng trong hầu hết các phần mềm nhóm ENVIM nên phần dưới đây sẽ làm quen với các bạn mức độ ứng dụng của GIS trong các phần mềm được xây dựng.

Tiếp theo sẽ trình bày các phần mềm: ENVIMWQ (ENVironmental Information Management and Water Quality simulation phiên bản 2.0 (11/2005), ENVIMAP (ENVironmental Information Management and Air Pollution estimation) phiên bản 2.0 (11/2005), ECOMAP (Management software for Air Pollution for Central EConomic key regiOn) phiên bản 2.0 (11/2005).

7.2 GIS như một thành phần quan trọng trong xây dựng Hệ thống thông tin – mô hình môi trường

Việc tạo ra các công nghệ mới có khả năng kết nối các dữ liệu có bản chất khác nhau luôn được đặt ra và vào cuối thế kỷ XX một công nghệ liên kết dữ liệu rất hiệu quả ra đời đó là công nghệ hệ thông tin địa lý GIS (Geographic Information System).

Hệ thống thông tin địa lý GIS ra đời vào đầu thập kỷ 70 của thế kỷ trước và ngày càng phát triển trên nền tảng của tiến bộ công nghệ máy tính, đồ họa máy tính, phân tích dữ liệu không gian và quản lý dữ liệu. Hệ GIS đầu tiên được ứng dụng trong công tác quản lý tài nguyên ở Canada với tên gọi là “Canadian Geographic Information System” bao gồm các thông tin về nông nghiệp, lâm nghiệp, sử dụng đất và động vật hoang dã. Từ những năm 80 trở lại đây, công nghệ GIS đã có sự nhảy vọt về chất, trở thành một công cụ hữu hiệu trong công tác quản lý và trợ giúp quyết định. Các phần mềm GIS đang hướng tới đưa công nghệ GIS thành hệ tự động thành lập bản đồ và xử lý dữ liệu, hệ chuyên gia, hệ trí tuệ nhân tạo.

Các phần mềm GIS xử lý dữ liệu không gian khá hiệu quả. Tuy nhiên, so với các hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu truyền thống khác thì có thể thấy rằng hầu hết các hệ thống GIS chưa mạnh trong việc xử lý thông tin phi không gian, đặc biệt với dữ liệu theo thời gian. Chính nguyên nhân này đòi hỏi các nhà nghiên cứu ứng dụng công nghệ thông tin trong nghiên cứu môi trường tìm cách xây dựng các hệ quản trị dữ liệu môi trường riêng nhằm một mặt vẫn sử dụng sức mạnh của GIS, mặt khác vẫn lưu ý tới yếu tố thời gian trong bài toán môi trường. Những nghiên cứu như vậy đang được tiến hành tại nhiều Trung tâm khoa học trên thế giới. Trong các nghiên cứu của nhóm ENVIM đã kết nối GIS với các hệ quản trị CSDL liệu mạnh để phát huy ưu thế tổng hợp.

Các phần mềm ENVIMWQ, ENVIMAP, ECOMAP là phần mềm tích hợp GIS, CSDL môi trường (các điểm quan trắc chất lượng nước, không khí, các ống khói, phát thải, khí tượng, cống xả, lưu lượng nước thải, tải lượng ô nhiễm trong nước thải … ) và mô hình toán học mẫu sự lan truyền chất ô nhiễm trong môi trường không khí và môi trường nước. Các CSDL như khí tượng, các điểm lấy mẫu chất lượng không khí, các nguồn thải điểm, các phát thải phải được gắn với vị trí địa lí nhằm thể hiện hiện trạng môi trường. Bên cạnh đó để mô phỏng các quá trình lan truyền các chất ô nhiễm thường xuất hiện sự cần thiết phải thực hiện các bài toán chuẩn như: lấy CSDL cần thiết cho mô phỏng từ các dữ liệu khí tượng cũng như từ các ống khói (hay phát thải), biểu diễn kết quả tính toán mô phỏng dưới các dạng khác nhau, chồng lớp thông tin giữa lớp kết quả tính toán mô phỏng với các lớp không gian gắn với địa phương cụ thể.

144

Quá trình làm việc, các hệ mô phỏng trong ENVIMWQ, ENVIMAP, ECOMAP diễn ra trong sự phối hợp thông tin chặt chẽ với GIS. Các mô hình nhận được các dữ liệu từ GIS, còn kết quả làm việc được thông báo ngược trở lại vào GIS dưới hình thức thông tin bản đồ. Như vậy ở đây chúng ta thấy diễn ra quá trình phân công chức năng tự nhiên: GIS đảm nhận việc biểu diễn thông tin, mô hình đảm nhận thực hiện các xử lý thuật toán xử lý thông tin.

7.3 Xây dựng phần mềm ENVIMWQ – quản lý và mô phỏng chất lượng nước

Phần mềm ENVIMWQ phiên bản 1.0 ra đời năm 2003 dựa trên cơ sở nâng cấp và chỉnh sửa phần mềm Donawasp 2.0 (sản phẩm của dự án Sài Gòn – Đồng Nai do GS. Lâm Minh Triết, Viện môi trường và tài nguyên chủ trì). Sau gần 2 năm vận hành, dựa vào nhu cầu công tác nghiên cứu và giảng dạy, tới tháng 11/2005 phần mềm ENVIMWQ 1.0 được nâng cấp thành phiên bản mới 2.0. ENVIMWQ 2.0 được thiết kế lại hoàn toàn với những ý tưởng mới cho phù hợp với thực tế.

7.3.1 Mục tiêu của phần mềm ENVIMWQ

Cũng giống như những phần mềm khác, ENVIMWQ phiên bản 2,0 có những mục tiêu của mình, đó là :

- nhận và lưu trữ các dữ liệu liên quan tới đánh giá chất lượng nước của một đối tượng nước cụ thể;

- nhận và lưu trữ các dữ liệu liên quan tới thủy văn; - giúp trả lời các câu hỏi liên quan tới cấp nước cũng như chất lượng nước của một vùng

cụ thể; - tính toán các đặc trưng của đối tượng nước trong vùng chịu sự ảnh hưởng các hoạt

động kinh tế của con người; - tích hợp các văn bản pháp lý liên quan tới quản lý chất lượng nước; - hình thành các mẫu báo cáo khác nhau phục vụ cho mục tiêu quản lý.

7.3.2 Sơ đồ cấu trúc và các chức năng chính của phần mềm ENVIMWQ

Sơ đồ cấu trúc của ENVIMWQ 2.0 được trình bày trên Hình 7.1.

145

ENVIMWQ

BÁO CÁO THỐNG KÊ TÀI LIỆU HỖ TRỢ

MÔ HÌNHCSDL

Hình 7.1. Sơ đồ cấu trúc của phần mềm ENVIMWQ

ENVIMWQ 2.0 gồm 5 khối chính liên kết với nhau :

- Khối CSDL môi trường (liên quan tới đối tượng nước) /Hình 7.2/. - Khối mô hình (trong phần mềm ENVIMWQ là mô hình Paal /Hình 7.3/. - Khối GIS – quản lý các đối tượng một cách trực diện trên bản đồ. - Khối thực hiện các Báo cáo thống kê. - Khối hỗ trợ các văn bản pháp qui.

Hình 7.2. Sơ đố cấu trúc CSDL môi trường trong ENVIMWQ

146

Hình 7.3. Mô hình Paal được tích hợp trong ENVIMWQ

7.3.3 Các chức năng tạo đối tượng quản lý trong ENVIMWQ

ENVIMWQ hướng tới một vùng cụ thể được thể hiện thông qua bản đồ GIS của vùng đó (ví dụ bản đồ GIS của Thừa Thiên Huế). Các dữ liệu bản đồ này được thực hiện từ các đề tài, dự án khác, theo chuẩn VN2000. Các dữ liệu này được kế thừa và đưa vào phần mềm ENVIMWQ.

7.3.3.1 Tạo Cơ sở sản xuất

Các CSSX là đối tượng cần quản lý rất quan trọng trong ENVIMWQ. Có 2 khả năng xảy ra :

- CSSX có thể nằm ngoài khu công nghiệp (KCN) khi đó CSSX này thuộc cấp 1 ; - CSSX có thể nằm trong một KCN nào đó. Khi đó KCN là đối tượng cấp 1 còn CSSX

này thuộc cấp 2. Trên - Hình 7.4, khối CSSX được thể hiện bằng mũi tên gạch đứt.

KCN

CSSX Trạm lấy mẫu chất lượng nước

Điểm xả

Trạm thủy văn

Cống xảĐiểm kiểm soát

chất lượng nước

Trạm cấp nước

Xác định cống xả mà điểm xả đổ ra.Xác định cơ sở sản xuất có cống xả này

Xác định CSSX thuộc KCN hay không thuộc KCN nào.

1

2(1)

31

1

1

1

1Factory

Hình 7.4. Quy trình tạo các đối tượng quản lý trong ENVIMWQ

Các CSDL liên quan tới CSSX gồm :

- Tên CSSX

147

- Thuộc Ban ngành chức năng (ví dụ thuộc Sở Thủy sản,…) - Thành phần kinh tế: (Cơ quan nhà nước, Công ty liên doanh, Tư nhân, …) - Thuộc Ngành công nghiệp - Mã ngành công nghiệp - Danh mục các điểm xả thải thuộc CSSX - Tên giám đốc (điện thoại, fax, e-mail, web site) - Tên người phụ trách về môi trường - Thông tin kỹ thuật liên quan tới các điểm xả trong xí nghiệp như được chỉ ra trên Bảng

7.1.

Bảng 7.1. Bảng các điểm xả trong phạm vi từng CSSX

STT Tên mã điểm xả Tọa độ x Tọa độ y Danh sách chất thải và đặc trưng

Lưu lượng

Thải ra cống nào

1 2 3 4 5 6 7 1 Điểm xả № 1 2 Điểm xả № 2

7.3.3.2 Tạo các cống xả nước thải xuống sông

Khác với ENVIMWQ phiên bản 1.0, ENVIMWQ phiên bản 2.0 phân biệt hai đối tượng khác nhau là các Điểm xả thải và Cống xả thải. Điểm xả thải thuộc một CSSX cụ thể còn Cống xả thải là nơi nước thải được đổ trực tiếp xuống sông.

Bảng 7.2. Thống tin liên quan tới cống xả

Thông tin lưu trữ Kiểu dữ liệu

Kích thước tối đa (byte)

Mã cống xả(*) Char 10 Tên cống xả (*) Nvarchar 50 Kinh độ Nvarchar 53 Vĩ độ Nvarchar 53 X (*) Float 8 Y (*) Float 8 Mô tả nvarchar 150 Ghi chú nvarchar 150

7.3.3.3 Tạo các điểm lấy nước cấp

Tại mỗi khu vực quản lý luôn có mặt các vị trí lấy nước dùng cho các mục tiêu khác nhau. Đây là những vị trí nhạy cảm cần được quản lý chặt chẽ. Phần mềm ENVIMWQ phiên

148

bản 2.0 cho phép người dùng có thể tạo ra các vị trí này trên bản đồ số. Những thông tin thuộc tính gắn với vị trí lấy nước cấp này được thể hiển trong

Bảng 7.3. Thông tin về trạm cấp nước

STT Thông tin lưu trữ Kiểu dữ liệu Kích thước tối đa (byte) 1 Mã điểm cấp nước (*) Char 102 Kinh độ Nvarchar 533 Vĩ độ Nvarchar 534 X (*) Float 85 Y (*) Float 86 Độ cao Float 87 Tên tiếng Anh Nvarchar 508 Tên điểm cấp nước (*) Nvarchar 5010 Địa chỉ Nvarchar 9011 Điện thoại Nvarchar 2512 Fax Nvarchar 2513 E-mail Nvarchar 2514 Thuộc nhà máy nvarchar 5015 Tên giám đốc nvarchar 2016 Điện thoại Nvarchar 2517 Fax Nvarchar 2518 E-mail Nvarchar 2519 Công suất thiết kế (ngày

đêm) nvarchar 50

20 Mục tiêu sử dụng (nước sinh hoạt, tưới tiêu, nuôi trồng thủy sản,…)

nvarchar 150

7.3.3.4 Tạo các vị trí lấy mẫu nước cho mục tiêu quan trắc

Theo các chương trình khác nhau, hàng năm tại mỗi vùng đều có tiến hành lấy mẫu phân tích chất lượng nước. Các dữ liệu này rất quan trọng nhằm đưa ra các quyết định quản lý hành chính. Hiện nay tại hầu hết các tỉnh thành của đất nước, các số liệu này nằm rải rác trong nhiều tài liệu khác nhau rất khó khai thác. Chính vì vậy cần phải xây dựng một công cụ tin học trợ giúp công tác quản lý tổng hợp và thống nhất các số liệu quan trắc này. Phần mềm ENVIMWQ 2.0 giúp cho người dùng có thể tạo ra các vị trí lấy mẫu mới trên bản đồ và nhập thông tin thu thập được vào CSDL của phần mềm. Cấu trúc dữ liệu của điểm lấy mẫu được cho trên Bảng 7.4.

Bảng 7.4. Cấu trúc dữ liệu điểm lấy mẫu chất lượng nước

Thông tin lưu Kiểu dữ Kích thước

149

7.3.3.5 Tạo các trạm Thủy văn

Các số thủy văn như lưu lượng, vận tốc dòng chảy, độ đục, … là những thông số quan trọng tham gia vào mô hình tính toán mô phỏng chất lượng nước. Tại mỗi tỉnh thành của đất nước đều có một số trạm thực hiện công tác quan trắc các tham số này. ENVIMWQ 2.0 cho phép người dùng có thể tạo ra các trạm quan trắc này trên bản đồ. Cấu trúc CSDL của trạm này được trình bày trong Bảng 7.5.

Bảng 7.5. Cấu trúc dữ liệu Trạm thủy văn

Thông tin lưu trữ Kiểu dữ liệu Kích thước tối đa (byte)

Mã trạm (*) Char 10 Tên trạm (*) Nvarchar 50 Địa điểm nvarchar 50 Điện thoại nvarchar 20 Kinh độ Nvarchar 53 Vĩ độ Nvarchar 53 X (*) Float 8 Y (*) Float 8 Mô tả nvarchar 150 Ghi chú nvarchar 150

7.3.3.6 Tạo các điểm kiểm soát chất lượng nước

Trong một vùng cần quản lý, luôn có một số điểm nhạy cảm cần giát sát chặt chẽ chất lượng môi trường như: các vị trí lấy nước cấp, vị trí gần trường học, bệnh viện, khu dân cư, khu du lịch, … Phần mêm ENVIMWQ cho phép người dùng có thể tạo ra các vị trí như vậy

trữ liệu tối đa (byte) Mã điểm lấy mẫu (gọi là Trạm) (*)

Char 10

Tên trạm (*) Nvarchar 50 Loại trạm nvarchar 20 Kinh độ Nvarchar 53 Vĩ độ Nvarchar 53 X (*) Float 8 Y (*) Float 8 Mô tả nvarchar 150 Ghi chú nvarchar 150

150

trên bản đồ. Các vị trí như vậy được đưa vào CSDL phục vụ cho mục tiêu quản lý. Ví dụ như khi tính toán theo mô hình Paal sự lan truyền ô nhiễm, phần mềm ENVIMWQ 2.0 sẽ xuất các kết quả tính toán tại các điểm kiểm soát chất lượng nước. Đây là sự bổ sung cho phiên bản trước.

Bảng 7.6. Cấu trúc dữ liệu các điểm kiểm soát chất lượng nước

Thông tin lưu trữ Kiểu dữ liệu Kích thước tối đa (byte) Mã điểm kiểm soát chất lượng nước

Char 10

Tên điểm (*) Nvarchar 50 Kinh độ Nvarchar 53 Vĩ độ Nvarchar 53 X (*) Float 8 Y (*) Float 8 Mô tả nvarchar 150 Ghi chú nvarchar 150

7.3.4 Các thông tin quan trắc được quản lý trong ENVIMWQ

Các số liệu quan trắc thay đổi theo thời gian được quản lý trong phần mềm ENVIMWQ 2.0 thông qua các giao diện thân thiện được xây dựng riêng. Phần dưới đây trình bày một số cấu trúc dữ liệu thay đổi theo thời gian được ENVIMWQ quản lý.

7.3.4.1 Thông tin về chất lượng nước cấp (theo ngày, tháng, năm)

Tại các Trạm nước cấp, đều thực hiện công tác lấy mẫu và phân tích. Dựa vào thực tiễn lấy mẫu tại một số trạm trên sông Hương (Thừa Thiên Huế), trong ENVIMWQ đưa ra cấu trúc trong Bảng 7.7.

Bảng 7.7. Thông tin về chất lượng nước cấp Độ đục 8 số thực NTU pH 8 số thực ́ Nhiệt độ 8 số thực 0C Độ dẫn điện 8 số thực mS/cm2 TDS 8 số thực mg/l Độ kiềm tổng 8 số thực mgCaCO3/l Độ cứng tổng 8 số thực mgCaCO3/l Độ cứng cacbonat 8 số thực mgCaCO3/l Độ cứng phi cacbonat

8 số thực mgCaCO3/l

Nitrit 8 số thực mgNO2-/l

151

Amoniac 8 số thực mgNH4+/l Độ oxy hoá (KMnO4)

8 số thực mgO/l

Phốt phát 8 số thực mgPO43-/l Nhôm 8 số thực mgAl3+/l Clorua 8 số thực mgNaCl/l Sắt tổng 8 số thực mgFe/l Sunphát 8 số thực mgSO42-/l Fluor 8 số thực mgF-/l Clo hoạt động 8 số thực mgCl2 /l Coliform total 8 số thực / 100 ml

7.3.4.2 Thông tin về lượng nước cấp theo thời gian (theo ngày hay theo tháng) Một trong những thông số quan trọng cần quản lý đó là thông tin về lượng nước cấp

được khai thác hàng ngày. ENVIMWQ cung cấp công cụ này giúp cho người dùng giám sát được lượng nước lấy lên từ sông ngòi.

Bảng 7.8. Thông tin về lượng nước cấp tại các trạm lấy nước cấp

STT Tên thông tin lưu trữ

Kiểu dữ liệu


Thứ nguyên

1 Công suất khai thác ngày đêm

số thực 25 m3/ngày

7.3.4.3 Số liệu quan trắc chất lượng nước

Để nhập các số liệu này vào ENVIMWQ, người sử dụng cần chọn trạm, ngày,

tháng,năm lấy dữ liệu. Cấu trúc dữ liệu chất lượng nước được xây dựng dựa trên thực tiễn quan trắc tại một số tỉnh thành của Việt Nam /Bảng 7.9/.

Bảng 7.9. Cấu trúc dữ liệu của mẫu chất lượng mẫu nước

STT Thông tin Kích thước

Kiểu dữ liệu Thứ nguyên

pH 8 số thực ́ SS 8 số thực mg/l EC 8 số thực mg/l

152

DO 8 số thực mg/l NH4

+ 8 số thực mg/l NO-

2 8 số thực mg/l NO3

- 8 số thực mg/l PO4

3- 8 số thực mg/l Cl- 8 số thực mg/l BOD5 8 số thực mg/l Fe 8 số thực mg/l Tổng

Coliform 10 số thực MPN/100ml

Độ đục 8 số thực NTU Nhiệt độ 8 số thực 0C Độ muối 8 số thực %o COD 8 số thực mg/L WQI 8 số thực ́ Cd (II) 10 số thực mg/L Pb 10 số thực mg/L Tổng độ

khoáng hoá 10 số thực ́

7.3.4.4 Thông tin đi kèm với các mẫu đo đạc

Theo các TCVN cũng như ISO, bên cạnh các thông tin về chất lượng môi trường thông qua các thông số đo đạc, cần thiết phải quản lý cả các thông tin liên quan tới quá trình lấy mẫu. Các phần mềm ENVIM đã lưu ý tới điều này. Cấu trúc dữ liệu các thông tin liên quan tới các mẫu đo đạc được trình bày trong Bảng 7.10.

Bảng 7.10. Cấu trúc dữ liệu các thông tin liên quan tới các mẫu đo đạc


Ghi chú

Mã trạm Int 4 Ngày lấy mẫu datetime 8 Thời gian nvarchar 50 Thời gian bắt đầu (*) nvarchar 50 Thời gian kết thúc (*) nvarchar 50 Lý do lấy mẫu nvarchar 200 Loại thiết bị Int 4 Nhiệt độ nvarchar 53

153

Khí hậu nvarchar 100 Sức gió nvarchar 100 Hướng gió nvarchar 100 Mây nvarchar 100 Ghi chú nvarchar 500 Cán bộ bảo quản Int 4 Địa chỉ Cán bộ lấy mẫu Int 4 Địa chỉ Cán bộ phân tích Int 4 Địa chỉ Cơ quan bảo quản Int 4 Địa chỉ Cơ quan lấy mẫu Int 4 Địa chỉ Cơ quan phân tích Int 4 Địa chỉ Phương pháp bảo quản

Int 4

Phương pháp lấy mẫu Int 4 Phương pháp phân tích

Int 4

7.3.4.5 Thông tin về thủy văn

Số liệu thủy văn được quản lý trong ENVIMWQ 2.0 /Bảng 7.11/. Bảng 7.11. Cấu trúc dữ liệu thông tin về thủy văn

STT Tham số Kiểu số Kích thước

1 Lưu lượng số thực 10 2 Vận tốc

dòng chảy số thực 10

7.3.4.6 Thông tin về chất ô nhiễm tại các điểm xả

Quản lý tải lượng ô nhiễm là một trong những nhiệm vụ quan trọng trong công tác quản lý. ENVIMWQ 2.0 được xây dựng dựa trên cơ sở quản lý các điểm xả (tại các CSSX) và các cống thải ra sông suối. Cấu trúc dữ liệu tải lượng ô nhiễm được trình bày trên Bảng 7.12.

Bảng 7.12. Cấu trúc dữ liệu đặc trưng nước thải tại các điểm xả nước thải

STT Tham số Kích thước Kiểu số Thứ nguyên

1 BOD 8 số thực mg/l 2 COD 8 số thực mg/l 3 pH 8 số thực mg/l 4 PO4 8 số thực mg/l

154

5 TKN 8 số thực mg/l 6 TDS 8 số thực mg/l 7 Tổng

Coliform 10 số thực mg/l

8 SS 8 số thực mg/l

7.3.5 Nội dung báo cáo được thực hiện trong ENVIMWQ

Trong công tác quản lý môi trường trong giai đoạn hiện nay, báo cáo về môi trường là một công việc không thể thiếu. 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.

Báo cáo môi trường trở nên càng càng phổ biên. Tại Cục Bảo vệ môi trường của Việt Nam đang phối hợp với chính phủ Đan Mạch tiến hành dự án xây dựng một hệ thống thông tin và báo cáo môi trường ở Việt Nam. Mục tiêu chính của Dự án là xây dựng một hệ thống thông tin và báo cáo môi trường ở Việt Nam để hỗ trợ quản lý và xây dựng, thực thi chính sách môi trường, nhờ đó các quyết định được dựa trên những hiểu biết kỹ càng nhất. Các mục tiêu cụ thể của Dự án bao gồm: nâng cao tính phù hợp của thông tin và báo cáo môi trường trong quản lý và quá trình ra quyết định liên quan đến môi trường; đồng thời nâng cao tính kịp thời của các thông tin và kiến thức môi trường để tạo điều kiện cho việc giải quyết chủ động các vấn đề môi trường.

Dựa trên những yêu cầu cụ thể của thực tiễn trong các phần mềm ENVIM đều dành nhiều thời gian và công sức cho công việc xây dựng các Báo cáo môi trường. Có thể chia chức năng làm Báo cáo trong ENVIMWQ 2.0 theo các nhóm dưới đây:

7.3.5.1 Theo thời gian

ENVIMWQ 2.0 cho phép thực hiện các dạng báo cáo dựa trên số liệu thay đổi theo thời gian sau đây :

- Chất lượng nước tại các điểm quan trắc (một hay nhiều trạm) chất lượng nước. - Phân bố tải lượng các chất ô nhiễm chính (BOD, COD,…) tại từng cống thải. Lưu ý tới

xí nghiệp thải nhiều nhất (tách riêng ra), để mọi người lưu ý tới; - Kết quả tính toán nồng độ cực đại các chất ô nhiễm chính của các cống xả (tính theo

mô hình Paal);

155

Chọn trạm trên bản đồ

Nhập số liệu lấy mẫu đo đạc

Chỉnh sửa, xóa các số liệu đo đạc

Tạo báo cáo

Hình 7.5. Qui trình nhập số liệu đo đạc – làm báo cáo trong ENVIMWQ

7.3.5.2 Theo các cống xả

- ENVIMWQ 2.0 cho phép giám sát tải lượng ô nhiễm tại các cống xả xuống sông suối. Dựa trên số liệu thô nhập vào các điểm xả cũng như thuộc tính của điểm xả (xả vào cống nào), ENVIMWQ 2.0 thực hiện các báo cáo sau đây:

- In ra các trường hợp vượt quá nồng độ giới hạn cho phép của các chất chính (BOD, COD, SS,…) tại từng cống (trong từng tháng và trong từng năm);

- Chỉ rõ vai trò tham gia của các cống trong trường hợp xảy ra nồng độ chất bẩn vượt quá tiêu chuẩn cho phép.

7.3.5.3 Ứng dụng công cụ Crystal report

ENVIMWQ 2.0 cho phép thực hiện các dạng báo cáo sau đây :

- Xem xét khả năng trong Báo cáo đưa cả bản đồ hay đồ thị vào Báo cáo - Làm legend trong Bản đồ cũng như trong Báo cáo.

7.3.6 Chức năng thống kê trong ENVIMWQ

Xử lý các số liệu môi trường là một công việc quan trọng trong công tác quản lý môi trường. Một trong những nội dung quan trọng 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) 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, ENVIMWQ cho phép phân tích các dữ liệu được lưu trữ đánh giá xu thế phát triển môi trường tại vùng lãnh thổ cần quản lý.

156

ENVIMWQ 2.0 đã kế thừa và phát triển các kết quả nghiên cứu trước đây của nhóm ENVIM /xem www.envim.com.vn ) hướng tới các công nghệ làm Báo cáo một cách chuyên nghiệp. Qui trình thực hiện công tác thống kê được thể hiện trên Hình 7.6

Hình 7.6. Sơ đồ qui trình làm thống kê trong ENVIMWQ

7.3.7 Tính toán mô phỏng chất lượng nước trong ENVIMWQ

Các mô hình máy tính (computer model) được hiểu như là mô hình toán được lập trình thành các phần mềm đóng gói cho sử dụng. Hiện nay mô hình máy tính đóng vai trò quan trọng trong tất cả các lãnh vực về quản lý môi trường. Chúng được áp dụng một cách rất đa dạng ví dụ như trong hoạch định và thiết kế các cơ sở hạ tầng xây dựng. Vào những năm gần đây việc bảo vệ chất lượng môi trường và tài nguyên môi trường là mối quan tâm hàng đầu đối với những người làm về lĩnh vực mô hình. Hiện nay tại nhiều Viện, Trung tâm và Trường

157

đại học của Việt Nam đã nghiên cứu ứng dụng nhiều mô hình toán mô phỏng chất lượng nước kênh sông chịu tác động của con người. Một số mô hình chất lượng nước đang được sử dụng hiện nay là Basin, Qual2e, Qual2k, Aquatox, Cormix (của Mỹ), Sobek (với các mô đun khác nhau về các hệ kênh sông, vùng cửa sông) Hymos, Ribasim, Delft3D, Wanda, (của Hà Lan)... ở Pháp là Telemac ... Việc sử dụng mô hình cho tính toán thiết kế các công trình lớn được sử dụng ở tất cả các nước phát triển. Tại các Viện nghiên cứu thiết kế của Đức (tại Karlsuhe) và Viện thủy lực Delft (Hà lan), các mô hình vật lý được xây dựng để lấy số liệu thực và dùng để kiểm nghiệm mô hình toán, và mô hình toán được dùng để tính toán mô phỏng các đối tượng thực.

Nghiên cứu ứng dụng mô hình toán vào bài toán quản lý môi trường là một khía cạnh riêng rẽ với những cơ sở lý luận và thực tiễn rõ ràng. Đây là một nội dung lớn nằm ngoài phạm vi cuốn sách giáo trình này.

Nhằm giúp cho sinh viên chuyên ngành môi trường tiếp cận được với phương pháp mô hình trong nghiên cứu và ứng dụng, trong ENVIMWQ 2.0 đã tích hợp mô hình Paal tính toán mối quan hệ giữa “nguồn thải điểm” – “nơi tiếp nhận” là kênh sông. Đặc điểm nổi bật của mô hình này là:

- Sử dụng các số liệu đơn giản, quan trắc hay có thể đo đạc trực tiếp; - Các số liệu trung bình trong phạm vi thời gian ngắn; - Đã được trường phái khoa học của Liên xô cũ nghiên cứu trong nhiều năm dựa trên các

số liệu đo đạc thực tế. ENVIMWQ 2.0 thực hiện chức năng tính toán mô phỏng chất lượng nước sông chịu

sự ảnh hưởng trực tiếp các cống xả nước thải trực tiếp xuống sông. Các bước tính toán trong ENVIMWQ 2.0 được thực hiện như sau /qui trình này được thể hiện trên Hình 7.7/ :

- Xác định các cống xả ra sông tham gia vào kịch bản tính toán. - Xác định chất ô nhiễm cần tính toán. - Xác định lưới tính bao phủ các cống xả. - Nhập thông số về thủy văn như chiều rộng trung bình, chiều sâu trung bình, lưu lượng

dòng chảy. - Tải lượng ô nhiễm tại mỗi cống xả được module độc lập trong ENVIMWQ 2.0 tính

toán trước. - Trước khi tính cần cho phép người dùng hiển thị bảng các tham số đầu vào tham gia

vào quá trình tính toán gồm các nhóm: o Thời gian (ngày và khoảng thời gian); o Tham số liên quan tới nguồn thải (lưu lượng cống thải, các chất ô nhiễm cần

tính, tải lượng từng chất ô nhiễm cần tính); o Tham số liên quan tới sông (chiều rộng trung bình, chiều sâu trung bình, lưu

lượng nước sông thời điểm tính); o Liên quan tới lưới tính (kích thước ô lưới, chiều dài, chiều rộng của lưới tính).

Người sử dụng được phép thay đổi một số tham số trước khi đưa ra khẳng định chấp nhận các thông số này.

- Bắt đầu tính toán: cho phép hiện thị một số thông báo lên màn hình theo thời gian (tính được bao nhiêu %). Kết quả được thể hiện bằng các đường đồng mức. ENVIMWQ cho phép in ra giá trị cực đại để người sử dụng có thể định hướng.

- Lưu lại thành file (sau khi người sử dụng chọn phương án cuối cùng để hiển thị kết quả). File kết quả cần in lại các tham số Input tham gia vào quá trình tính toán cũng như in ra kết quả tính toán dưới dạng Text và Graphics (sự phân bố chất bẩn theo khoảng cách đối với từng nguồn thải cũng như tác động tổng hợp do nhiều nguồn thải).

158

Hình 7.7. Các bước chuẩn bị chạy mô hình mô phỏng trong ENVIMWQ

7.3.8 Các chức năng hỗ trợ khác trong ENVIMWQ

Các chức năng như Tìm kiếm trạm trên bản đồ, tích hợp các văn bản, TCVN, các thông tin hướng dẩn, sổ tay được tích hợp vào ENVIMWQ theo yêu cầu của người sử dụng.

7.4 Xây dựng phần mềm ENVIMAP – quản lý và đánh giá ô nhiễm không khí

Phần mềm ENVIMAP phiên bản 1.0 (ENVironmental Information Management and Air Pollution estimation) ra đời năm 2003 dựa trên cơ sở nâng cấp và chỉnh sửa phần mềm CAP 2.5 (được thực hiện bởi nhóm tác giả tại Viện Cơ học ứng dụng). Sau gần 2 năm vận

159

hành, dựa vào nhu cầu công tác nghiên cứu và giảng dạy, tới tháng 11/2005 phần mềm ENVIMAP 1.0 được nâng cấp thành phiên bản mới 2.0.

7.4.1 Mục tiêu của phần mềm ENVIMAP

Phần mềm ENVIMAP phiên bản 2,0 hướng tới những mục tiêu sau đây :

- Quản lý các nguồn thài cố định (cụ thể là các ống khói). - Cho phép tính toán ảnh hưởng của các nguồn thải lên bức tranh ô nhiễm chung. - Cho phép tính toán ảnh hưởng của các nguồn thải tại những vị trí cố định (gọi là các vị

trí kiểm tra, kiểm soát). - Thực hiện các báo cáo về các nguồn thải cũng như các kết quả tính toán. - nhận và lưu trữ các dữ liệu liên quan tới khí tượng; - tích hợp các văn bản pháp lý liên quan tới quản lý chất lượng không khí;

7.4.2 Sơ đồ cấu trúc và các chức năng chính của phần mềm ENVIMAP

Sơ đồ cấu trúc của ENVIMAP 2.0 được trình bày trên Hình 7.8.

ENVIMAP

BÁO CÁO THỐNG KÊ

TÀI LIỆU HỖ TRỢ

CSDLMÔ HÌNH

Hình 7.8. Sơ đồ cấu trúc của phần mềm ENVIMAP

ENVIMAP 2.0 gồm 5 khối chính liên kết với nhau :

- Khối CSDL môi trường (liên quan tới môi trường không khí) /Hình 7.9/. - Khối mô hình (trong phần mềm ENVIMAP là mô hình Berliand /Hình 7.10/. - Khối GIS – quản lý các đối tượng một cách trực diện trên bản đồ. - Khối thực hiện các Báo cáo thống kê. - Khối hỗ trợ các văn bản pháp qui.

160

Hình 7.9. Sơ đố cấu trúc CSDL môi trường trong ENVIMAP

Hình 7.10. Mô hình Berliand được tích hợp trong ENVIMAP

7.4.3 Các chức năng tạo đối tượng quản lý trong ENVIMAP

ENVIMAP được thích nghi với một vùng cụ thể được thể hiện thông qua bản đồ GIS của vùng đó (ví dụ bản đồ GIS của Tp. Đà Nẵng). Các dữ liệu bản đồ này được thực hiện từ các đề tài, dự án khác, theo chuẩn VN2000. Các dữ liệu này được kế thừa và đưa vào phần mềm ENVIMAP.


Các CSSX là đối tượng cần quản lý rất quan trọng trong ENVIMAP. Có 2 khả năng xảy ra :


này thuộc cấp 2. Trên Hình 7.11, khối CSSX được thể hiện bằng mũi tên gạch đứt.

161

Hình 7.11. Quy trình tạo các đối tượng quản lý trong ENVIMAP


- Tên CSSX - Thuộc Ban ngành chức năng (ví dụ thuộc Sở Công nghiệp,…) - Thành phần kinh tế: (Cơ quan nhà nước, Công ty liên doanh, Tư nhân, …) - Thuộc Ngành công nghiệp - Mã ngành công nghiệp - Danh mục các nguồn thải điểm thuộc CSSX - Tên giám đốc (điện thoại, fax, e-mail, web site) - Tên người phụ trách về môi trường

7.4.3.2 Tạo các ống khói trên bản đồ số

ENVIMAP cho phép tạo ra các nguồn thải điểm (ống khói) trực tiếp trên bản đồ số. Đây là một đối tượng rất quan trọng cần quản lý trong ENVIMAP. Thông tin thuộc tính liên quan tới các ống khói được trình bày trên Bảng 7.13

Bảng 7.13. Thống tin liên quan tới ống khói



Id Int 4 Mã ống khói Char 50 Tên ống khói Nvarchar 53 Kinh độ Nvarchar 53 Vĩ độ Nvarchar 53

162

X (*) Float 8 Y (*) Float 8 Chiều cao Float 8 Đường kính Float 8

7.4.3.3 Tạo các vị trí lấy mẫu không khí cho mục tiêu quan trắc

Theo các chương trình khác nhau, hàng năm tại mỗi vùng đều có tiến hành lấy mẫu phân tích chất lượng không khí trong vùng. Các dữ liệu này có ý nghĩa rất lớn nhằm đưa ra các quyết định quản lý hành chính. Hiện nay tại hầu hết các tỉnh thành của đất nước, các số liệu này nằm rải rác trong nhiều tài liệu khác nhau rất khó khai thác. Chính vì vậy cần phải xây dựng một công cụ tin học trợ giúp công tác quản lý tổng hợp và thống nhất các số liệu quan trắc này. Phần mềm ENVIMAP 2.0 giúp cho người dùng có thể tạo ra các vị trí lấy mẫu mới trên bản đồ và nhập thông tin thu thập được vào CSDL của phần mềm. Cấu trúc dữ liệu của điểm lấy mẫu được cho trên Bảng 7.14

Bảng 7.14. Cấu trúc dữ liệu điểm lấy mẫu chất lượng không khí

7.4.3.4 Tạo các trạm khí tượng

Các số khí tượng như vận tốc gió, hướng gió, nhiệt độ, độ ẩm, lượng mây, … là những thông số quan trọng tham gia vào mô hình tính toán mô phỏng chất lượng không khí chịu ảnh hưởng bởi các nguồn thải. Tại mỗi tỉnh thành của đất nước đều có một hay vài trạm thực hiện công tác quan trắc các tham số này. ENVIMAP 2.0 cho phép người dùng có thể tạo ra các trạm quan trắc này trên bản đồ. Cấu trúc CSDL của trạm này được trình bày trong Bảng 7.15

Thông tin lưu trữ

Kiểu dữ liệu


Mã điểm lấy mẫu (gọi là Trạm) (*)

Char 10

Tên trạm (*) Nvarchar 50 Loại trạm nvarchar 20 Kinh độ Nvarchar 53 Vĩ độ Nvarchar 53 X (*) Float 8 Y (*) Float 8 Mô tả nvarchar 150 Ghi chú nvarchar 150

163

Bảng 7.15. Cấu trúc dữ liệu Trạm khí tượng




7.4.3.5 Tạo các điểm kiểm soát chất lượng không khí

Trong một vùng cần quản lý, luôn có một số điểm nhạy cảm cần giát sát chặt chẽ chất lượng môi trường như: vị trí gần trường học, bệnh viện, khu dân cư, khu du lịch, … Phần mêm ENVIMAP cho phép người dùng có thể tạo ra các vị trí như vậy trên bản đồ. Các vị trí như vậy được đưa vào CSDL phục vụ cho mục tiêu quản lý. Ví dụ như khi tính toán theo mô hình Berliand sự lan truyền ô nhiễm, phần mềm ENVIMAP 2.0 sẽ xuất các kết quả tính toán tại các điểm kiểm soát chất lượng không khí. Đây là điểm mới trong phiên bản 2.0.

Bảng 7.16. Cấu trúc dữ liệu các điểm kiểm soát chất lượng không khí

Thông tin lưu trữ Kiểu dữ liệu Kích thước tối đa (byte) Mã điểm kiểm soát chất lượng không khí

Char 10


7.4.4 Các thông tin quan trắc được quản lý trong ENVIMAP

Các số liệu quan trắc thay đổi theo thời gian được quản lý trong phần mềm ENVIMAP 2.0 thông qua các giao diện thân thiện được xây dựng riêng. Phần dưới đây trình bày một số cấu trúc dữ liệu thay đổi theo thời gian được ENVIMAP quản lý.

164

7.4.4.1 Số liệu quan trắc chất lượng không khí

Để nhập các số liệu này vào ENVIMAP, người sử dụng cần chọn trạm, ngày,

tháng,năm lấy dữ liệu. Cấu trúc dữ liệu chất lượng không khí được xây dựng dựa trên thực tiễn quan trắc tại một số tỉnh thành của Việt Nam /Bảng 7.17/.

Bảng 7.17. Cấu trúc dữ liệu của mẫu chất lượng không khí

STT Chất Tên chất Nồng độ

1 CO

Các bon ôxít

mg/m3

2 NO2 Nitơ diôxít mg/m3 3 SO2 Lưu huỳnh

diôxít nh

4 Pb Chì nh 5 O3 Ôzon nh 6 Bụi nhẹ Bụi nh 7 Bụi nặng Bụi nặng nh

7.4.4.2 Thông tin về khí tượng

Số liệu khí tượng được quản lý trong ENVIMAP 2.0 /

Bảng 7.18/.

Bảng 7.18. Cấu trúc dữ liệu thông tin về khí tượng


Kiểu dữ liệu Kích thước tối đa (byte)

Ngày Datetime 8 Giờ Nvarchar 50 Nhiệt độ Float 8 Vận tốc Float 8 Hướng gió Nvarchar 50 Nhiệt độ 850HPA

Nvarchar 50

7.4.4.3 Thông tin về chất ô nhiễm tại các nguồn thải

165

Quản lý tải lượng ô nhiễm là một trong những nhiệm vụ quan trọng trong công tác quản lý. ENVIMAP 2.0 được xây dựng dựa trên cơ sở quản lý các nguồn thải điểm (tại các CSSX). Cấu trúc dữ liệu tải lượng ô nhiễm được trình bày trên

Bảng 7.19. Các số liệu này tham gia vào quá trình mô phỏng chất lượng không khí theo mô hình toán Berliand.

Bảng 7.19. Cấu trúc dữ liệu đặc trưng khí thải tại các nguồn thải điểm

STT Tham số Giá trị Lưu ý 1 Lưu lượng khí thải

(m3/giờ) Lúc tính cần chuyển sang m3/s

2 Nhiệt độ khí thoát ra T0 c 3 Chất ô nhiễm CO (Các bon ôxít) NO2 (Nitơ diôxít) SO2 (Lưu huỳnh diôxít) Pb (Lưu huỳnh diôxít) O3 ( Ôzon ) Bụi nhẹ Bụi nặng

7.4.5 Nội dung báo cáo được thực hiện trong ENVIMAP

Có thể chia chức năng làm Báo cáo trong ENVIMAP 2.0 theo các nhóm dưới đây:

7.4.5.1 Theo thời gian do tác động của tất cả nguồn thải

ENVIMAP 2.0 cho phép thực hiện các dạng báo cáo dựa trên số liệu thay đổi theo thời gian sau đây :

- Kết quả quan trắc chất lượng không khí tại các điểm quan trắc (một hay nhiều trạm). - Kết quả tính toán (nồng độ) chất ô nhiễm tại các điểm kiểm soát; (lúc xuất kết quả ra

màn hình cho phép user chọn những thông tin liên quan tới các nguồn thải, thông tin liên quan tới các điểm kiểm soát, khoảng cách từ các điểm này tới các nguồn thải, chất được chọn cho tính toán, điều kiện khí tượng lúc tính, ngày giờ tính) (trong báo cáo cũng in ra TCVN đối với chất ô nhiễm này)

- Kết quả tính toán nồng độ cực đại chất ô nhiễm không khí được tính do nhóm các ống khói (tính theo mô hình Berliand);

- Cho phép User lựa chọn thêm một số chức năng như: thể hiện dưới dạng đường đồng mức, có lưới, đường đồng mức được tô đặc hay không tô đặc, đường đồ thị.

- Cho phép in ra % đóng góp vào ô nhiễm không khí đối với từng nguồn thải.

166

Hình 7.12. Qui trình nhập số liệu đo đạc – làm báo cáo trong ENVIMAP

7.4.5.2 Theo từng ống khói

Một số chức năng của ENVIMAP 2.0 gồm:

- Người sử dụng được phép lựa chọn từng ống khói để ENVIMAP xuất ra kết quả cho ống khói đó. ENVIMAP in ra Báo cáo cho riêng ống khói được chọn. Các thông tin liên quan tới ống khói đã nhập vào ở trên được đưa vào báo cáo. Trong báo cáo in Text các giá trị nồng độ ô nhiễm do nguồn này tại các điểm theo chiều gió tại các vị trí cố định (do user lựa chọn) như 100 m, 200 m, 300 m, 400 m,… (user chọn: khoảng cách xa ống khói nhất, bước tính)

- In ra nồng độ cực đại đạt được và khoảng cách đạt được nồng độ cực đại;


ENVIMAP 2.0 cho phép thực hiện các dạng báo cáo sau đây :

- Xem xét khả năng trong Báo cáo đưa cả bản đồ hay đồ thị vào Báo cáo - Lưu kết quả thành file theo định dạng doc, excel, pdf, …

7.4.6 Chức năng thống kê trong ENVIMAP

Cũng giống như ENVIMWQ 2.0, ENVIMAP 2. đã kế thừa và phát triển các kết quả nghiên cứu trước đây của nhóm ENVIM /xem www.envim.com.vn/ hướng tới các công nghệ làm Báo cáo một cách chuyên nghiệp. Qui trình thực hiện công tác thống kê được thể hiện trên Hình 7.13.

167

Hình 7.13. Sơ đồ qui trình làm thống kê trong ENVIMAP

7.4.7 Tính toán mô phỏng chất lượng không khí trong ENVIMAP

Nghiên cứu ứng dụng mô hình toán vào bài toán quản lý môi trường không khí là một khía cạnh riêng rẽ với những cơ sở lý luận và thực tiễn rõ ràng. Đây là một nội dung lớn nằm ngoài phạm vi cuốn sách giáo trình này.

Nhằm giúp cho sinh viên và học viên cao học chuyên ngành môi trường tiếp cận được với phương pháp mô hình trong nghiên cứu và ứng dụng, trong ENVIMAP 2.0 đã tích hợp mô hình Berliand tính toán mối quan hệ giữa “nguồn thải điểm” – “nơi tiếp nhận”. Đặc điểm nổi bật của mô hình này là:

- Sử dụng các số liệu đơn giản, quan trắc hay có thể đo đạc trực tiếp; - Các số liệu trung bình trong phạm vi thời gian ngắn;

168

- Đã được trường phái khoa học của Liên xô cũ và nhiều nhóm nghiên cứu của Việt Nam nghiên cứu trong nhiều năm dựa trên các số liệu đo đạc thực tế.

ENVIMAP 2.0 thực hiện chức năng tính toán mô phỏng chất lượng không khí chịu sự ảnh hưởng trực tiếp các ống khói. Các bước tính toán trong ENVIMAP 2.0 được thực hiện như sau /qui trình này được thể hiện trên Hình 7.14/ :

- Lựa chọn thời gian cho tính toán mô phỏng (ngày, tháng, năm), (giờ: 1 trong 4 khoảng) - Xác định các ống khói tham gia vào kịch bản tính toán. - Nhập thông số về khí tượng. - Trước khi tính cần cho phép người dùng hiển thị bảng các tham số đầu vào tham gia

vào quá trình tính toán gồm các nhóm: o Thời điểm cần tính toán; o Liên quan tới ống khói: các ống khói (tên gọi, mã số, tọa độ), thông tin liên

quan tới từng ống khói (lưu lượng khí thải, các chất ô nhiễm cần tính, tải lượng từng chất ô nhiễm cần tính);

o Liên quan tới khí tượng (Bảng 7.18) ; o Liên quan tới lưới tính (kích thước ô lưới, chiều dài, chiều rộng của lưới tính).

Người sử dụng được phép thay đổi một số tham số trước khi đưa ra khẳng định chấp nhận các thông số này.

- Bắt đầu tính toán: cho phép hiện thị một số thông báo lên màn hình theo thời gian (tính được bao nhiêu %). Kết quả được thể hiện bằng các đường đồng mức. Mặc định theo TCVN (được đưa vào CSDL trước đó) ví dụ:mức 1: 0.1 * TCVN, mức 2: 0.5 * TCVN, mức 3: TCVN, mức 4: 2*TCVN,…. Cho in ra giá trị cực đại để người sử dụng có thể định hướng.

- Lưu lại thành file (sau khi người sử dụng chọn phương án cuối cùng để hiển thị kết quả). File kết quả cần in lại các tham số Input tham gia vào quá trình tính toán cũng như in ra kết quả tính toán dưới dạng Text và Graphics (sự phân bố chất bẩn theo khoảng cách đối với từng nguồn thải cũng như tác động tổng hợp do nhiều nguồn thải).

169

Hình 7.14. Các bước chuẩn bị chạy mô hình mô phỏng trong ENVIMAP

7.4.8 Các chức năng hỗ trợ khác trong ENVIMAP

Các chức năng như Tìm kiếm trạm trên bản đồ, tích hợp các văn bản, TCVN, các thông tin hướng dẩn, sổ tay được tích hợp vào ENVIMAP theo yêu cầu của người sử dụng.

170

7.5 Xây dựng phần mềm ECOMAP – quản lý phát thải và mô phỏng chất lượng không khí theo mô hình nguồn vùng

Một trong những vấn đề được các nhà quản lý quan tâm là quản lý các phát thải không

có tổ chức cũng như đánh giá ảnh hưởng của các nguồn thải này lên môi trường. Vấn đề này được đề cập trong nhiều nghiên cứu khác nhau. Trước khi trình bày chi tiết, cần thiết làm sáng tỏ một khái niệm được sử dụng rộng rãi trong các tài liệu về ô nhiễm không khí.

Các nguồn bề mặt bao gồm nhiều nguồn điểm hợp lại. Các nhóm nguồn điểm được kết hợp thành nguồn bề mặt khi có sự phân bố tương đối đều của các nguồn này trên một mặt bằng và khi các thông số phát thải của chúng tương đối giống nhau ví dụ như ống khói bếp từ khu dân cư (gồm nhiều nhà có chiều cao giống nhau), các lò nung gạch cũng thuộc loại nguồn bề mặt nơi có tập hợp nhiều ống khói thấp nằm cạnh nhau.

Phần mềm ECOMAP phiên bản 2.0 ra đời năm 2005 dựa trên cơ sở nâng cấp và chỉnh sửa phần mềm ECOCAP 1.0 (sản phẩm của dự án KC.08.08 1do GS. Lâm Minh Triết, Viện môi trường và tài nguyên chủ trì). Sau gần 2 năm vận hành, dựa vào nhu cầu công tác nghiên cứu và giảng dạy, tới tháng 11/2005 phần mềm ECOCAP 1.0 được nâng cấp thành phiên bản ECOMAP phiên bản 2.0. Phần dưới đây trình bày phác thảo về phần mềm này.

7.5.1 Mục tiêu của phần mềm ECOMAP

7.5.1.1 Mục tiêu dài hạn

ECOMAP là sản phẩm được nghiên cứu trong nhiều năm qua. ECOMAP hướng tới các mục tiêu dài hạn sau đây:

- chuẩn bị dữ liệu để đánh giá ô nhiễm không khí do các hoạt động sản xuất tại các xí nghiệp;

- hình thành ngân hàng dữ liệu điều tra, khảo sát các nguồn thải và các chất phát thải;

- chuẩn bị số liệu để giải quyết bài toán chuẩn hóa các phát thải; - nhập vào các báo cáo thống kê liên quan tới các phát thải; - chuẩn bị và hình thành các tài liệu để nhận được Giấy phép phát thải; - chuẩn bị dữ liệu đầu vào để tính toán số tiền phải trả do phát thải.

7.5.1.2 Mục tiêu ngắn hạn

Trước mắt, ECOMAP có một số mục tiêu sau đây :

- Quản lý tổng hợp và thống nhất các phát thải chất ô nhiễm không khí trong một vùng ; - Vẽ bản đồ phát thải từng chất ô nhiễm với việc ứng dụng công nghệ GIS; - Tính toán và thể hiện kết quả tính toán trên GIS với việc ứng dụng mô hình Hanna –

Gifford. - Thực hiện các báo cáo về phát thải theo một số mẫu cố định.

1 Bùi Tá Long, 2003. Nghiên cứu ứng dụng mô hình toán kết hợp GIS để mô phỏng và dự báo xu thế

biến đổi môi trường không khí tại Vùng kinh tế trọng điểm phía Nam. Đề tài mã số KC.08.08-38B.

171

- Giúp cho người dùng làm quen với hệ thống các văn bản liên quan tới hoạt động bảo vệ môi trường không khí. (trong phần trợ giúp tích hợp vào các TCVN cùng các văn bản pháp qui).

Phần mềm ECOMAP trợ giúp người dùng:

- nhận và lưu trữ các dữ liệu liên quan tới kết quả quan trắc chất lượng không khí; - thực hiện tính toán thống kê số liệu sơ cấp để ra các kết quả như trung bình tháng,

trung bình quí, so sánh giữa các tháng với nhau ; - dự báo ảnh hưởng các nguồn thải nguồn vùng lên môi trường không khí trong

vùng chịu sự ảnh hưởng các hoạt động kinh tế của con người; (nồng độ hiểu là trung bình theo tháng)

- so sánh kết quả tính toán ô nhiễm theo các tiêu chí khác nhau theo các TCVN cho phép ;

- hình thành các Biểu mẫu báo cáo khác nhau phục vụ cho mục tiêu quản lý.

7.5.2 Sơ đồ cấu trúc và các chức năng chính của phần mềm ECOMAP

Sơ đồ cấu trúc của ECOMAP 2.0 được trình bày trên Hình 7.15.

Hình 7.15. Sơ đồ cấu trúc của phần mềm ECOMAP

ECOMAP 2.0 gồm 5 khối chính liên kết với nhau :

- Khối CSDL môi trường (liên quan tới các phát thải không có tổ chức) /Hình 7.16/. - Khối mô hình (trong phần mềm ECOMAP là mô hình Hanna- Gifford /Hình 7.17/. - Khối GIS – quản lý các đối tượng một cách trực diện trên bản đồ. - Khối thực hiện các Báo cáo thống kê. - Khối hỗ trợ các văn bản pháp qui.

172

KCN

CSSX

TRẠM KHÍ TƯỢNG

TRẠM LẤY MẪU CHẤT

LƯỢNG KHÔNG KHÍ

ĐIỂM KHẢO SÁT CHẤT

LƯỢNG KHÔNG KHÍ

CƠ SỞ DỮ LIỆU

Hình 7.16. Sơ đố cấu trúc CSDL môi trường trong ECOMAP

MÔ HÌNH MÔ HÌNH HANNA - GIFFORD

Hình 7.17. Mô hình Hanna – Gifford được tích hợp trong ECOMAP

7.5.3 Các chức năng tạo đối tượng quản lý trong ECOMAP

ECOMAP hướng tới một vùng cụ thể được thể hiện thông qua bản đồ GIS của vùng đó (ví dụ bản đồ GIS của tỉnh Quảng Ngãi). Các dữ liệu bản đồ này được thực hiện từ các đề tài, dự án khác, theo chuẩn VN2000. Các dữ liệu này được kế thừa và đưa vào phần mềm ECOMAP.


Các CSSX là đối tượng cần quản lý rất quan trọng trong ECOMAP. Có 2 khả năng xảy ra :


này thuộc cấp 2. Trên Hình 7.18, khối CSSX được thể hiện bằng mũi tên gạch đứt.

173

Hình 7.18. Quy trình tạo các đối tượng quản lý trong ECOMAP


- Tên CSSX - Thuộc Ban ngành chức năng (ví dụ thuộc Sở Thủy sản,…) - Thành phần kinh tế: (Cơ quan nhà nước, Công ty liên doanh, Tư nhân, …) - Thuộc Ngành công nghiệp - Mã ngành công nghiệp - Danh mục các điểm xả thải thuộc CSSX - Tên giám đốc (điện thoại, fax, e-mail, web site) - Tên người phụ trách về môi trường

7.5.3.2 Tạo các vị trí lấy mẫu không khí cho mục tiêu quan trắc

Cũng giống như ENVIMAP 2.0, ECOMAP 2.0 cung cấp chức năng giúp cho người dùng có thể tạo ra các vị trí lấy mẫu mới trên bản đồ và nhập thông tin thu thập được vào CSDL của phần mềm. Cấu trúc dữ liệu của điểm lấy mẫu được cho trên Bảng 7.20

Bảng 7.20. Cấu trúc dữ liệu điểm lấy mẫu chất lượng không khí


Kiểu dữ liệu


Mã điểm lấy mẫu (gọi là Trạm) (*)

Char 10

Tên trạm (*) Nvarchar 50 Loại trạm nvarchar 20 Kinh độ Nvarchar 53

Vĩ độ Nvarchar 53 X (*) Float 8 Y (*) Float 8 Mô tả nvarchar 150 Ghi chú nvarchar 150

174

7.5.3.3 Tạo các trạm khí tượng

ECOMAP 2.0 cho phép người dùng có thể tạo ra các trạm quan trắc này trên bản đồ. Cấu trúc CSDL của trạm này được trình bày trong Bảng 7.21

Bảng 7.21. Cấu trúc dữ liệu Trạm khí tượng




7.5.3.4 Tạo các điểm kiểm soát chất lượng không khí

Cũng giống như ENVIMAP 2.0, ECOMAP 2.0 cho phép người dùng có thể tạo ra các vị trí giám sát ô nhiễm không khí trên bản đồ. Các vị trí như vậy được đưa vào CSDL phục vụ cho mục tiêu quản lý. Cấu trúc dữ liệu các vị trí như vậy được chỉ ra trên Bảng 7.22.

Bảng 7.22. Cấu trúc dữ liệu các điểm kiểm soát chất lượng không khí

Thông tin lưu trữ Kiểu dữ liệu Kích thước tối đa (byte) Mã điểm kiểm soát chất lượng không khí

Char 10


175

7.5.4 Các thông tin quan trắc được quản lý trong ECOMAP

Phần dưới đây trình bày một số cấu trúc dữ liệu thay đổi theo thời gian được ECOMAP quản lý.

7.5.4.1 Số liệu quan trắc chất lượng không khí

Phần này tương tự như ENVIMAP, để nhập số liệu vào ECOMAP người sử dụng cần

chọn trạm, ngày, tháng,năm lấy dữ liệu. Cấu trúc dữ liệu chất lượng không khí được xây dựng dựa trên thực tiễn quan trắc tại một số tỉnh thành của Việt Nam /Bảng 7.23/.

Bảng 7.23. Cấu trúc dữ liệu của mẫu chất lượng không khí

STT Chất Tên chất Nồng độ

1 CO

Các bon ôxít

mg/m3

2 NO2 Nitơ diôxít mg/m3 3 SO2 Lưu huỳnh

diôxít nh

4 Pb Chì nh 5 O3 Ôzon nh 6 Bụi nhẹ Bụi nh 7 Bụi nặng Bụi nặng nh

7.5.4.2 Thông tin về khí tượng

Số liệu khí tượng được quản lý trong ECOMAP 2.0 /Bảng 7.24/.

Để tính toán sự phát tán ô nhiễm không khí theo mô hình Hanna – Gifford, cần thiết số liệu khí tượng được trung bình theo tháng. Cấu trúc của dữ liệu này được trình bày trong Bảng 7.24. Trong ECOMAP đã tích hợp các số liệu khí tượng sơ cấp được đo đạc tại Trạm quan trắc cấp tỉnh. Từ các số liệu sơ cấp này ECOMAP có module riêng đưa về cấu trúc như được thể hiện trong Bảng 7.24.

Bảng 7.24. Cấu trúc dữ liệu thông tin về khí tượng


Độ ổn định tầng kết Loat A,B,C,D,E,F

176

Vận tốc gió (Bắc) Float 8 Tần suất (Bắc) Float 8 Vận tốc gió (Đông Bắc) Float 8 Tần suất (Đông Bắc) Float 8 Vận tốc gió (Đông) Float 8 Tần suất (Đông) Float 8 Vận tốc gió (Đông Nam) Float 8 Tần suất (Đông Nam) Float 8 Vận tốc gió (Tây) Float 8 Tần suất (Tây) Float 8 Vận tốc gió (Tây Nam) Float 8 Tần suất (Tây Nam) Float 8 Vận tốc gió (Tây) Float 8 Tần suất (Tây) Float 8 Vận tốc gió (Tây Bắc) Float 8 Tần suất (Tây Bắc) Float 8 Vận tốc gió (Tây) Float 8 Tần suất (Tây) Float 8

Khi chạy mô hình người dùng chỉ cần chọn dữ liệu phát thải và khí tượng cho cùng một thời điểm, khi đó ECOMAP sẽ chạy ra kết quả tính toán một cách tự động.

7.5.4.3 Thông tin về phát thải theo từng tháng đối với mỗi CSSX

Quản lý tải lượng ô nhiễm là một trong những nhiệm vụ quan trọng trong công tác quản lý. ECOMAP 2.0 được xây dựng dựa trên cơ sở quản lý các phát thải không có tổ chức tại các CSSX theo từng tháng. Cấu trúc dữ liệu tải lượng ô nhiễm được trình bày trên

Các số liệu này tham gia vào quá trình mô phỏng chất lượng không khí theo mô hình toán Hanna - Gifford được trình bày trong phần trong chương 6.

Bảng 7.25. Cấu trúc dữ liệu phát thải tại các CSSX

Phát thải

không qua hệ thống xử lý làm sạch

Trong số phát thải

thông qua hệ thống làm

sạch đã được khử độc

STT Mã chất ô nhiễm

Tên chất ô nhiễm

Tất cả

Từ các

nguồn

Phát thải có

thông qua hệ

thống làm sạch

Toàn bộ

Được tái sử dụng

177

ô nhiễm có tổ chức

A 1 B 2 3 4 5 6 101 0001 Tất cả 102 0002 Bụi Từng Chất NO2

7.5.5 Nội dung báo cáo được thực hiện trong ECOMAP

Có thể chia chức năng làm Báo cáo trong ENVIMAP 2.0 theo các nhóm dưới đây:

7.5.5.1 Các phát thải theo thời gian tại các CSSX

ECOMAP 2.0 cho phép thực hiện các dạng báo cáo dựa trên số liệu thay đổi theo thời gian sau đây :

- Phát thải theo từng chất đối với các CSSX được chọn - Cho phép in ra % đóng góp vào ô nhiễm không khí đối với từng CSSX.


ECOMAP 2.0 cho phép thực hiện các dạng báo cáo sau đây :

- Xem xét khả năng trong Báo cáo đưa cả bản đồ hay đồ thị vào Báo cáo - Lưu kết quả thành file theo định dạng doc, excel, pdf, …

7.5.6 Chức năng thống kê trong ECOMAP

Cũng giống như ENVIMWQ 2.0 và ENVIMAP 2.0, ECOMAP 2.0 đã kế thừa và phát triển các kết quả nghiên cứu trước đây của nhóm ENVIM /xem www.envim.com.vn ) hướng tới các công nghệ làm Báo cáo một cách chuyên nghiệp. Qui trình thực hiện công tác thống kê được thể hiện trên Hình 7.13.

7.5.7 Tính toán mô phỏng chất lượng không khí trong ECOMAP

Tính toán sự phát tán ô nhiễm cho nguồn vùng là một bài toán có ý nghĩa thực tiễn. Đã có nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước về vấn đề này. Một trong số mô hình đã được nghiên cứu ứng dụng tại Việt nam là mô hình Hanna – Gifford. Phần cơ sở lý luận của mô hình này được trình bày trong phần chương 6.

178

Nhằm giúp cho sinh viên và học viên cao học chuyên ngành môi trường tiếp cận được với phương pháp mô hình trong nghiên cứu và ứng dụng, trong ECOMAP 2.0 đã tích hợp mô hình Hanna – Giffora. Mô hình này có những đặc điểm sau:

- Sử dụng các số liệu quan trắc khí tượng được trung bình theo từng tháng /Bảng 7.24/; - Đã được trường phái khoa học của Mỹ và các nước NATO do Hanna nghiên cứu trong

nhiều năm dựa trên các số liệu đo đạc thực tế. Một số cơ sở lý luận của mô hình này được trình bày ngắn gọn trong phần chương 6 của cuốn sách. Phần trình bày chi tiết có thể xem thêm trong các tài liệu tiếng nước ngoài.

ECOMAP 2.0 thực hiện chức năng tính toán mô phỏng chất lượng không khí chịu sự

ảnh hưởng trực tiếp các nguồn vùng. Các bước tính toán trong ECOMAP 2.0 được thực hiện như sau / Qui trình này được thể hiện trên Hình 7.19 /:

- Lựa chọn thời gian cho tính toán mô phỏng (tháng trong năm). - Xác định các CSSX trong vùng. - Vẽ bản đồ phát thải ô nhiễm theo từng chất. - Tính toán mô phỏng phát tán ô nhiễm không khí theo từng chất. - Lưu lại thành file (sau khi người sử dụng chọn phương án cuối cùng để hiển thị kết

quả). File kết quả cần in lại các tham số Input tham gia vào quá trình tính toán cũng như in ra kết quả tính toán dưới dạng Text và Graphics (sự phân bố chất bẩn theo khoảng cách đối với từng nguồn thải cũng như tác động tổng hợp do nhiều nguồn thải).

179

Hình 7.19. Các bước chuẩn bị chạy mô hình mô phỏng trong ECOMAP

7.5.8 Các chức năng hỗ trợ khác trong ECOMAP

Các chức năng như Tìm kiếm trạm trên bản đồ, tích hợp các văn bản, TCVN, các thông tin hướng dẩn, sổ tay được tích hợp vào ECOMAP theo yêu cầu của người sử dụng.

180


1. Vì sao cần phải xây dựng hệ thống thông tin – mô hình tích hợp.

2. Vì sao phải ứng dụng GIS cũng như một số điểm còn chưa mạnh của GIS. Từ đó rút ra kết luận phải kết hợp GIS với các hệ quản trị CSDL mạnh khác như SQL, Access.

3. Trình bày mục tiêu, cấu trúc và một số chức năng chính của của phần mềm ENVIMAP 2.0.

4. Trình bày mục tiêu, cấu trúc và một số chức năng chính của của phần mềm ENVIMWQ 2.0.

5. Trình bày mục tiêu, cấu trúc và một số chức năng chính của của phần mềm ECOMAP 2.0.










9. Web site: WWW.ENVIM.COM.VN

181

CHƯƠNG 8 PHẦN MỀM TỰ ĐỘNG HÓA TÍNH TOÁN ĐƠN GIẢN

Chương này tập hợp một số phần mềm hỗ trợ công tác quản lý, quy hoạch và đánh giá tác động môi trường gồm: CAP 1.0 tính toán ô nhiễm không khí theo mô hình Gauss, CAP 2.5 tính toán ô nhiễm không khí theo mô hình Berliand. Các phần mềm này đã được ứng dụng trong công tác giảng dạy cho sinh viên một số trường Đại học trong nước. Đặc điểm nổi bật của chúng là sự đơn giản trong sử dụng. Phần cuối tập hợp một số bài tập ứng dụng các phần mềm này.

8.1 Phần mềm CAP 1.0 (Computing Air Pollution)

Phần mềm CAP 1.0 (Computing Air Pollution) được thực hiện năm 1995 do Trung tâm Bảo vệ môi trường EPC đặt hàng. Các tác giả thực hiện CAP 1.0 là Bùi Tá Long, Dương Anh Đức, Nguyễn Đình Long. CAP 1.0 gồm 10 mô đun có những chức năng khác nhau nhằm mục đích tự động hoá tính toán ô nhiễm không khí theo mô hình Gauss – Pasquill. Ở đây có các công cụ tính toán phân bố nồng độ chất ô nhiễm theo chiều gió và vuông góc với chiều gió trong các điều kiện nông thôn và thành thị do một và nhiều nguồn thải (ống khói) gây ra; sự phụ thuộc của nồng độ cực đại một chất ô nhiễm và khoảng cách đạt giá trị cực đại này (tính từ nguồn thải theo chiều gió) vào tốc độ gió. Phần mềm này dễ sử dụng, có hướng dẫn sử dụng, tính nhanh, kết quả tính toán được thể hiện trên màn hình dưới dạng đồ thị và văn bản, có thể in ấn các kết quả này.

CAP 1.0 gồm 8 mô đun có những chức năng khác nhau nhằm mục đích tự động hoá tính toán ô nhiễm không khí theo mô hình Gauss – Pasquill như sau:

- Tính phân bố nồng độ chất bẩn tại mặt đất theo chiều gió; - Tính nồng độ cực đại chất bẩn tại mặt đất với các vận tốc gió khác nhau; - Tính phân bố nồng độ chất bẩn tại mặt đất vuông góc với chiều gió; - Tính phân bố nồng độ chất bẩn tại mặt đất theo chiều gió cho nhiều ống khói.

Cách sử dụng tất cả các mô đun tương tự nhau: trong menu File của mỗi mô đun ta chọn mục New và nhập các số liệu cần thiết vào hộp thoại hiện ra trên màn hình. Kết quả tính toán thể hiện dưới dạng đồ thị hoặc text, có chọn dạng thể hiện bằng nút T (Text) hoặc G (Đồ thị) trên thanh công cụ. Các số liệu và kết quả tính toán có thể lưu giữ lại bằng lệnh Save hoặc Save As trên menu File. Có thể chỉnh sửa các kết quả đã lưu bằng lệnh Open trên menu File. Có thể in ấn các kết quả trong cửa sổ nhận được bằng cách sử dụng mục Print trên menu File.

8.1.1 Tính phân bố nồng độ chất bẩn tại mặt đất theo chiều gió

Có 2 mô đun được xây dựng cho mục đích này. Coxr.exe tính cho vùng nông thôn, Coxu.exe tính cho vùng thành thị.

Sau khi chọn mục New của menu File, trên màn hình sẽ xuất hiện hộp thoại (Hình 8.1)

182

Hình 8.1. Hộp thoại nhập dữ liệu tính phân bố nồng độ chất bẩn tại mặt đất theo chiều gió

Dễ thấy rằng người sử dụng nhập các số liệu cần thiết vào theo thứ tự sau để có hộp

thoại tương tự như trên Hình 8.2

- Số gam chất bẩn qua miệng ống khói trong một giây (g/s); - Độ cao ống khói (m); - Đường kính ống khói (m); - Lưu lượng khói thải qua miệng ống trong thời gian một giây (m3/s); - Nhiệt độ xung quanh của không khí tại thời điểm tính (độ K); - Nhiệt độ khí thoát ra khỏi miệng ống (độ K); - Vận tốc gió đo được tại độ cao 10m (m/s); - Áp suất khí quyển (mb); - Độ ổn định của tầng kết theo Pasquil (gồm các loại A, B, C, D, E, F); - Khoảng cách xa nguồn nhất cần tính (thứ nguyên là m); - Khoảng cách gần nguồn nhất cần tính (thứ nguyên là m); - Bước tính (thứ nguyên là m); - Tên chất bẩn cần tính (SO2, NO2, CO, Bụi,...);

183

Hình 8.2. Ví dụ nhập dữ liệu

Các tính toán sẽ được tiến hành tại các điểm rời rạc tạo với chân ống khói đường

thẳng theo hướng gió. Điểm đầu tiên cách chân ống khói một khoảng cách bằng Khoảng cách gần nguồn nhất cần tính, khoảng cách từ một điểm tới điểm tính toán kế tiếp theo hướng gió bằng Bước tính. Sau khi đã vào xong mọi số liệu, ta nhấn phím Enter hay click vào nút OK khi đó trên màn hình sẽ cho hiện ra kết quả cần tính dưới dạng đồ thị như ở Hình 8.3 hay dưới dạng văn bản ở Hình 8.4.

Hình 8.3. Kết quả tính toán dưới dạng đồ thị

184

Hình 8.4. Kết quả tính toán dưới dạng văn bản

8.1.2 Tính nồng độ cực đại chất bẩn tại mặt đất với các vận tốc gió khác nhau

Có 2 mô đun được xây dựng cho mục đích này. Cmaxr.exe tính cho vùng nông thôn, Cmaxu.exe tính cho vùng thành thị.

Nhập số liệu tương tự như phần 8.1.1, có thay đổi 3 tham số tính toán. Đối với mỗi một giá trị vận tốc gió tồn tại một nồng độ chất ô nhiễm cực đại Cmax. Các vận tốc gió sử dụng trong quá trình tính toán thay đổi từ Vận tốc gió cực tiểu cần tính tới Vận tốc gió cực đại cần tính với bước nhảy bằng Bước tính (Hình 8.5). Kết quả tính toán có dạng Hình 8.6 hoặc Hình 8.7.

Hình 8.5. Giao diện nhập liệu của CMAXU

185

Hình 8.6. Kết quả tính toán dưới dạng đồ thị của CMAXU

Hình 8.7. Kết quả tính toán dưới dạng text của CMAXU

8.1.3 Tính phân bố nồng độ chất bẩn tại mặt đất vuông góc với chiều gió

Nhập số liệu tương tự như phần 8.1.1, có thêm 2 tham số tính toán: khoảng cách xa nhất theo Oy và bước nhảy theo Oy (Hình 8.8). Phần mềm sẽ tính toán giá trị nồng độ chất ô nhiễm tại các điểm có toạ độ tỷ lệ với buớc nhảy theo x và bước nhảy theo y trong vùng đã chọn. Kết quả tính toán được thể hiện dưới dạng đồ thị (Hình 8.9) phân bố nồng độ chất ô

186

nhiễm theo phương vuông góc với hướng gió tại các khoảng cách khác nhau tính từ chân ống khói theo chiều gió và bảng các giá trị nồng độ tại các điểm (Hình 8.10).

Hình 8.8. Cửa sổ giao diện của CXYHU

Hình 8.9. Kết quả tính toán dưới dạng đồ thị của CXYHU

187

Hình 8.10.Kết quả tính toán dưới dạng text của CXYHU

8.1.4 Tính phân bố nồng độ chất bẩn tại mặt đất theo chiều gió cho nhiều ống khói

Nhập số liệu tương tự như phần 8.1.1 trong hộp thoại đầu tiên (Hình 8.11), có thêm 2

tham số là số lượng ống khói cần tính toán và số thứ tự của ống khói đang được nhập dữ liệu, dùng các nút Next>> và Prev<< để nhập dữ liệu cho ống khói cần thiết. Sau khi đã nhập xong dữ liệu cho tất cả các ống khói người sử dụng nhấn nút Enter, kết quả tính toán được thể hiện dưới dạng đồ thị (Hình 8.12) phân bố nồng độ chất ô nhiễm theo hướng gió tại các khoảng cách khác nhau tính từ chân ống khói theo chiều gió ứng với mỗi ống khói cũng như tổng của chúng (trong trường hợp các ống khói này đứng cạnh nhau) và bảng các giá trị nồng độ tương ứng (Hình 8.13).

188

Hình 8.11. Cửa sổ giao diện của COXRN

Hình 8.12. Kết quả tính toán dạng đồ thị của COXRN

189

Hình 8.13. Kết quả tính toán dạng text của COXRN

8.2 Phần mềm CAP 2.5 (Computing Air Pollution)

Phần mềm CAP 2.5 được thực hiện vào năm 2002. Các tác giả thực hiện CAP 2.5 là Bùi Tá Long, Lê Thị Quỳnh Hà, Trần Hữu Nhơn. Mục tiêu của version này là tự động hoá tính toán ô nhiễm không khí theo mô hình Berliand. CAP 2.5 cho phép hiển thị kết quả tính toán dưới dạng các đường đồng mức có ghi chú (khi đó người sử dụng có thể sử dụng một số công cụ của GIS như phóng to, thu nhỏ…), đồ thị và dạng text - nồng độ chất ô nhiễm tại các mắt lưới dọc theo hướng gió, nồng độ tại một điểm bất kỳ dọc theo hướng gió. CAP 2.5 có giao diện đơn giản, thân thiện, dễ sử dụng, có hướng dẫn sử dụng, tốc độ tính toán cao.

CAP 2.5 có thể khởi động bằng cách chạy file CAP25.exe trong thư mục tương ứng. Trên màn hình sẽ xuất hiện cửa sổ như trên Hình 8.14, trong đó hình tròn đỏ ở giữa cửa sổ biểu diễn vị trí của ống khói .

190

Hình 8.14. Khởi động CAP 2.5 trên màn hình Windows

8.2.1 Các thành phần của thanh công cụ CAP 2.5

Dưới đây trình bày các ký hiệu các mục được thể hiện trong CAP 2.5:

- Mở file tính toán cuối - Lưu các số liệu vào file - In ấn các kết quả trên màn hình - Bản quyền - Các tham số của ống khói - Các dữ liệu khí tượng - Tạo lưới mới - Xóa lưới - Hiển thị kết quả - Xem nồng độ tại ô lưới - Phóng to - Thu nhỏ - Thu lưới cho vừa màn hình - Di chuyển - Đo khoảng cách - Thu nhỏ đồ thị

8.2.2 Các thành phần của menu Mô hình

Các chức năng tính toán mô phỏng chủ yếu được thực hiện qua menu Mô hình như được chỉ ra trên Hình 8.15.

191

Hình 8.15. Menu Mô hình của CAP 2.5

Trong Bảng 8.1 giải thích vắn tắt về các chức năng của menu này

Bảng 8.1. Các Chức năng của menu Mô hình

Mục menu Ý nghĩa Ống khói Các tham số của ống khói Khí tượng Các tham số của điều kiện khí tượng Tạo lưới Tạo lưới tính toán Xoá lưới Xoá lưới tính toán Biểu diễn Biểu diễn các đường đồng mức Xem nồng độ Xem nồng độ tại vị trí chuột Nồng độ tại 1 điểm Tính nồng độ tại một điểm bất kỳ Nồng độ cực đại Nồng độ max theo vận tốc gió Khoảng cách cực đại Khoảng cách đạt max theo vận tốc gió

8.2.3 Các dữ liệu tính toán trong CAP 2.5

Để tính toán theo mô hình sự lan truyền và khuếch tán tác nhân ô nhiễm trong môi trường không khí gây ra bởi nguồn thải điểm thì người sử dụng cần nhập vào nhiều dữ liệu khác nhau. Dưới đây lần lượt trình bày cách nhập các dữ liệu chính trong CAP 2.5 gồm:

- Các tham số của ống khói; - Các dữ liệu khí tượng; - Các tham số của lưới tính.

8.2.3.1 Các tham số của ống khói Chức năng này cho phép người sử dụng cập nhật số liệu mới cho ống khói. Các bước

được thực hiện như sau:

- Trên menu Mô hình chọn mục Ống khói hoặc kích nút trên thanh công cụ. Khi đó trên màn hình xuất hiện hộp thoại như được chỉ ra trên Hình 8.16. Hộp thoại này gồm có 2 nhóm.

- Trong nhóm Ống khói nhập các giá trị các tham số kỹ thuật của ống khói vào các ô tương ứng:

- Chiều cao: chiều cao của ống khói tính bằng mét; - Đường kính: đường kính miệng ống khói tính bằng mét;

192

- Trong nhóm Khí thải chọn tên chất ô nhiễm trong hộp combo box Tên chất. Người sử dụng có thể chọn một trong các chất sau: SO2, CO, NOx, THC, HF, bụi nhẹ, bụi nặng. Nếu như chọn bụi nặng thì trong nhóm Khí thải của hộp thoại tại các ô tương ứng có thể nhập vào khối lượng riêng của bụi nặng (khối lượng riêng), tính bằng g/cm³; và bán kính của hạt bụi (Bán kính hạt bụi), tính bằng micromet.

Hình 8.16. Nhập dữ liệu cho ống khói

- Tốc độ phụt: vận tốc khí phụt ra từ miệng ống khói tính bằng m/s; - Nhiệt độ: nhiệt độ khí thải, tính bằng độ Xen-xi; - Công suất nguồn: công suất của nguồn thải đối với chất ô nhiễm cần tính toán, tính

bằng g/s.

Sau khi nhập xong các dữ liệu cần thiết, người sử dụng nhấn Chọn để tiếp tục tính toán, hoặc Hủy để ngừng quá trình nhập số liệu này.

8.2.3.2 Các dữ liệu khí tượng

Sự phát tán chất ô nhiễm trong môi trường không khí phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố khí tượng. Nồng độ cực đại tuyệt đối thường đạt được với các điều kiện khí tượng không thuận lợi như khi gió yếu hay có sự nghịch nhiệt). Để nhập các dữ liệu về khí tượng cho CAP 2.5 trên menu Mô hình cần chọn mục Khí tượng hoặc kích nút trên thanh công cụ. Trên màn hình sẽ xuất hiện hộp thoại Điều kiện khí tượng (Hình 8.17) gồm để người sử dụng nhập những số liệu về khí tượng. Hộp thoại này gồm 4 nhóm dữ liệu:

- Trong nhóm Gió người sử dụng cần nhập vào giá trị vận tốc gió ở độ cao 10 m tính bằng m/s, hướng gió (góc của véc tơ gió với chiều dương của hướng tây - đông) tính bằng độ (1/360 của góc đầy).

193

Hình 8.17. Nhập các dữ liệu điều kiện khí tượng

- Trong nhóm Nhiệt độ không khí cần nhập vào nhiệt độ không khí xung quanh đo tại mặt đất, tính bằng độ Xen-xi. Có 3 Options để tính gradient nhiệt độ không khí. Tùy vào các dữ liệu người sử dụng có mà chọn option cho thích hợp:

- Nếu có nhiệt độ không khí đo ở mức 850 HPa thì đánh dấu ở check box Nhập dười ô Tại 850 HPa và nhập nhiệt độ này (tính bằng độ Xen-xi) vào ô tương ứng;

- Nếu có dữ liệu nhiệt độ đo tại mức 2m và 0,5m thì đánh dấu ở check box Nhập dưới cùng và nhập các nhiệt độ (tính bằng độ Xen-xi) này vào các ô tương ứng;

- Nếu không có dữ liệu nhiệt độ nào trong các liệt kê trên thì không đánh dấu ở check box Nhập nào, CAP 2.5 sẽ lấy giá trị mặc định.

- Trong nhóm Số mũ của profile vận tốc gió người sử dụng cần phải nhập vào thời điểm trong mô phỏng trong combo box. Để có thể tính toán mô phỏng ô nhiễm không khí gây ra bởi ống khói, CAP 2.5 cần phải biết số mũ lũy thừa của profile vận tốc gió. Các tham số này trong các công trình của GS Lê Đình Quang và PGS Phạm Ngọc Hồ được xác định trên cơ sở các phương pháp thống kê và đặc trưng theo mùa. Vì vậy CAP 2.5 cần phải biết thời điểm tính toán để xác định tham số trên. Điều kiện ổn định của khí quyển cũng ảnh hưởng đến giá trị này, người sử dụng cần chọn hay không tình trạng ổn định trong check box tương ứng.

- Sau khi đã nhập dữ liệu cho các nhóm trên thì tại nhóm thứ tư Hệ số K0 & K1 sẽ hiển thị các giá trị của số mũ profile vận tốc gió n, giá trị hệ số khuếch tán rối đứng tại độ cáo 1m K1 và kích thước rối ngang K0 được tính toán theo mặc định của CAP 2.5 (Hình 8.18). Người sử dụng cũng có thể nhập các giá trị khác của các tham số bằng cách click vào check box Nhập tương ứng để có thể nhập giá trị thích hợp vào.

194

Hình 8.18. Các hệ số khuếch tán tính theo mặc định và thay đổi chúng

Sau khi nhập các số liệu vào người sử dụng cần kích nút Chọn để lưu số liệu (xem

Hình 8.18).

8.2.3.3 Các tham số của lưới tính

- Tạo lưới tính

Để tính toán ô nhiễm không khí do một nguồn thải tạo ra cần thiết phải tạo ra lưới tính. Người sử dụng có thể tạo lưới này qua menu Mô hình Tạo lưới hoặc nhấn biểu tượng trên thanh công cụ. Trên màn hình sẽ xuất hiện hộp thoại như trên Hình 8.19 để nhập các thông số của lưới tính: số ô lưới theo mỗi phương, giá trị mỗi bước lưới tính bằng mét.

Hình 8.19. Tạo lưới tính mới

Sau khi đã nhập các thông số cần thiết vào người dùng cần nhấn vào nút Chọn. Trên màn hình sẽ hiển thị lưới tính như trên Hình 8.20, lưới tính này hướng theo chiều gió thổi. Người sử dụng cần lưu ý là lưới càng dày thì tính toán càng chậm.

195

Hình 8.20. Lưới tính trong CAP 2.5

- Xoá lưới tính

Chức năng này cho phép người sử dụng xoá trạm lưới tính không còn sử dụng ra khỏi màn hình. Để thực hiện điều này cần chọn mục Xóa lưới trên menu Mô hình hoặc kích vào nút trên thanh công cụ.

8.2.4 Tính toán ô nhiễm không khí trong CAP 2.5

8.2.4.1 Hiển thị kết quả tính toán mô phỏng ô nhiễm không khí trong vùng đã chọn dưới dạng các đường đồng mức

Khi đã có đầy đủ các thông tin về lưới tính, khí tượng và ống khói thì người dùng có

thể tính toán mức độ ô nhiễm môi trường không khí trong vùng lưới tính và nhận được kết quả tính toán dưới dạng các đường đồng mức (tập hợp các điểm có nống độ chất ô nhiễm bằng nhau). Đây là một cách hiển thị cho thấy một cách trực quan, vùng nào có nồng độ chất ô nhiễm cao hơn một giá trị cho trước. Để thực hiện điều này cần tiến hành các thủ tục sau:

8.2.4.2 Soạn thảo danh sách các đường bình độ

Trên menu Mô hình chọn mục Biểu diễn, hoặc kích vào nút trên thanh công cụ. Sẽ hiện ra hộp thoại như trên Hình 8.21.

196

Hình 8.21. Biểu diễn ô nhiễm không khí trong CAP 2.5

Người sử dụng cần phải nhập giá trị giá đường đồng mức này (tính theo mg/m³) vào danh sách. Người sử dụng có thể dùng nút Thêm hàng để thêm một dòng trống trong danh sách cho các giá trị mới; nút Xóa hàng để xóa đi dòng dữ liệu không cần thiết; Lưu file để lưu danh sách các đường bình độ (Hình 8.22) vào file; hoặc đọc danh sách các đường bình độ đã lưu bằng nút Mở file. Sau khi đã soạn thảo xong danh sách thì người sử dụng nhấn Chọn để tiếp tục biểu diễn, hoặc Hủy để ngừng .

Hình 8.22 Danh sách các đường bình độ

8.2.4.3 Hiển thị các đường bình độ

Sau khi đã xây dựng danh sách các đường bình độ như trong mục 8.2.4.2, CAP 2.5 sẽ bắt đầu các tính toán nhằm biểu diễn kết quả mô phỏng, quá trình này diễn ra tương đối nhanh. Trên màn hình sẽ xuất hiện đường bình độ trong khu vực lưới tính như trên Hình 8.23. Lưu ý là vì đặc tính của đường bình độ là hoặc là đường khép kín, hoặc là kết thúc tại biên của vùng xem xét nên trên hình vẽ chúng ta thấy đường bình độ là đường khép kín hoặc nằm toàn bộ trong phạm vi lười tính, hoặc là có một phần đi dọc theo biên của lưới tính.Giá trị của mỗi đường bình độ được ghi bên cạnh đường bình độ. Vùng nằm trong đường bình độ là vùng có nồng độ chất ô nhiễm cao hơn giá trị đường bình độ

197

Hình 8.23. Hiển thị kết quả tính toán dưới dạng các đường đồng mức

Trên Hình 8.23 là đường bình độ trong trường hợp lặng gió. Trong trường hợp này

chất ô nhiễm lan truyền đều theo các hướng, vì vậy các đường bình độ là các đường tròn hoậc là giao của đường tròn và biên của lưới tính.

8.2.4.4 Xem nồng độ chất ô nhiễm trực quan Khi đã hiển thị kết quả tính toán dưới dạng các đường bình độ, ngưòi sử dụng có thể

xem nồng độ chất ô nhiễm một cách trực quan bằng cách chọn mục Xem nồng độ trên menu Mô hình hoặc nút trên thanh công cụ. Khi đó khi người sử dụng di chuyển con chuột thì tại thanh trạng thái của CAP 2.5 sẽ hiển thị toạ độ của con trỏ trong hệ toạ độ gắn với ống khói và hướng gió (tính bằng mét) và nồng độ chất ô nhiễm tại điểm đó (Hình 8.25).

Hình 8.24. Kết quả tính toán trong trường hợp lặng gió

Hình 8.25. Nồng độ chất ô nhiễm hiển thị ở thanh công cụ

198

8.2.5 Mô phỏng ô nhiễm không khí theo hướng gió

8.2.5.1 Hiển thị đồ thị Ngoài các tính năng mô phỏng kể trên CAP 2.5 còn cho phép người sử dụng nhận

được sự phân bố của nồng độ chất ô nhiễm theo khoảng cách tính từ ống khói theo chiều gió (cũng là nơi có các giá trị cực đại của nồng độ chất ô nhiễm theo phương vuông góc với tốc độ gió). Để thực hiện điều này, sau khi tính toán thích hợp như chỉ ra trong phần 8.2.4.1 cần chọn cửa sổ Xem đồ thị trên Tab View. CAP 2.5 sẽ vẽ nên đồ thị có dạng như được chỉ ra trên Hình 8.26.

Trên đồ thị có hiển thị cả nồng độ cực đại của chất ô nhiễm do ống khói gây nên trong toàn bộ vùng xung quanh, cũng như khoảng cách từ ống khói tới nơi đạt nồng độ cực đại này. Lưu ý là trong trường hợp lặng gió thì nồng độ chất ô nhiễm cực đại sẽ ở ngay tại chân ống khói như trên Hình 8.27.(Xmax = 0). Trong trường hợp có gió thì nồng độ chất ô nhiễm cực đại sẽ đạt được tại một khoảng cách Xmax ≠0 như chỉ ra trên Hình 8.26

Hình 8.26. Phân bố nồng độ chất ô nhiễm theo hướng gió

Hình 8.27. Sự phân bố nồng độ chất ô nhiễm theo hướng gió trong trường hợp lặng gió

199

8.2.5.2 Hiển thị text Người sử dụng cũng có thể nhận được các kết quả tính toán theo chiều gió dưới dạng

text bằng cách chọn cửa sổ Xem text trên Tab view (Hình 8.28). Ở đây hiển thị các dữ liệu mà người sử dụng đã nhập vào để tính toán, và giá trị nồng độ chất ô nhiễm theo chiều gió tại các khoảng cách khác nhau tính từ ống khói.

Người sử dụng có thể lưu nội dung cửa sổ này như một file text bình thường để sau đó xem bằng Notepad chẳng hạn bằng cách chọn mục Lưu file trên menu Tệp hoặc nút trên thanh công cụ. Cũng có thể in nội dung file này bằng cách chọn mục In ấn trên menu Tệp hoặc nút trên thanh công cụ.

Hình 8.28. Xem kết quả mô phỏng theo chiều gió dưới dạng text

8.2.6 Tính toán nồng độ chất ô nhiễm tại một điểm bất kỳ

Đôi khi người sử dụng cần biết nồng độ chất ô nhiễm tại một điểm nào đó, mà chỉ biết khoảng cách từ điểm đó tới nguồn và góc lệch giữa vectơ nối điểm với ống khói và vectơ hướng gió. Trong trường hợp này người sử dụng có thể tính ra toạ độ của điểm này, rồi xác định nồng độ của điểm như mô tả trong mục 8.2.4.4. Người sử dụng cũng có thể sử dụng một công cụ khác của CAP 2.5 bằng cách chọn mục Nồng độ tại một điểm trên menu Mô hình. Trên màn hình sẽ xuất hiện hộp thoại như trên Hình 8.29.

Hình 8.29. Hộp thoại để tính toán nồng độ chất ô nhiễm

tại một điểm bất kỳ.

Người sử dụng sẽ nhập các giá trị cần thiết vào các ô tương ứng của hộp thoại và nhấn nút Tính toán. Kết quả tính toán sẽ được hiển thị ở ô Nồng độ như trên Hình 8.30. Khi kết thúc quá trình tính toán người sử dụng đóng cửa sổ này lại.

Hình 8.30. Tính toán nồng độ chất ô nhiễm tại điểm bất kyø

8.2.7 Nồng độ chất ô nhiễm cực đại đối với các vận tốc gió khác nhau

200

Có thể thấy rằng đối với một nguồn thải cố định thì với mỗi giá trị vận tốc gió khác nhau sẽ có một giá trị nồng độ cực đại khác nhau đạt được tại những khoảng cách khác nhau. Thông tin đó người sử dụng có thể nhận được qua một tiện ích trong CAP 2.5 - mục Nồng độ cực đại trên menu Mô hình. Khi chọn mục này sẽ xuất hiện hộp thoại (Hình 8.31). Sau khi người sử dụng nhập các dữ liệu vào các ô tương ứng và nhấn vào nút Tính toán thì sẽ nhận được đồ thị như trên Hình 8.31. Khi nhấn vào nút Text người sử dụng sẽ thấy các giá trị này dưới dạng text.

Hình 8.31. Nồng độ cực đại của chất ô nhiễm tại các vận tốc gió khác nhau

8.2.8 Khoảng cách đạt nồng độ cực đại đối với các vận tốc gió khác nhau

Tương tự như trong mục 8.2.5, có thể thấy rằng đối với một nguồn thải cố định thì với mỗi giá trị vận tốc gió khác nhau thì giá trị nồng độ cực đại khác nhau đạt được tại những khoảng cách khác nhau. Thông tin đó người sử dụng có thể nhận được qua tiện ích Khoảng cách cực đại trên menu Mô hình trong CAP 2.5. Khi chọn mục này sẽ xuất hiện hộp thoại (Hình 8.32).

201

Hình 8.32. Khoảng cách đạt nồng độ cực đại của chất ô nhiễm tại các vận tốc gió khác nhau

Sau khi người sử dụng nhập các dữ liệu vào các ô tương ứng và nhấn vào nút Tính toán thì sẽ nhận được đồ thị như trên Hình 8.32. Khi nhấn vào nút Text người sử dụng sẽ thấy các giá trị này dưới dạng text.

8.2.9 In ấn trong CAP 2.5

CAP 2.5 cũng cung cấp cho người dùng các khả năng in ấn. Chức năng này thực hiện khi người sử dụng chọn mục In ấn trên menu Tệp. Khi đó sẽ xuất hiện hộp thoại Hình 8.33. Sau khi chọn các tham số cần thiết thì nội dung của màn hình trước đó sẽ chuyển sang máy in.

202

Hình 8.33. Hộp thoại in ấn


1. Trình bày cấu trúc của phần mềm CAP 1.0 và các chức năng chính của các module.

2. Trình bày cấu trúc và một số chức năng chính của phần mềm CAP 2.5.

3. Đường đồng mức là gì ? Vì sao cần thiết phải vẽ đường đồng mức ? 4. Các tham số nào cần được giám sát trong bài toán ô nhiễm không khí ? 5. Tìm sự phụ thuộc giữa chiều cao ống khói với khoảng cách từ điểm đạt được nồng

độ cực đạt tới chân ống khói 6. Hướng gió thay đổi sẽ dẫn tới sự thay đổi hướng phát tán ô nhiễm ra sao ? 7. Một số chức năng được nâng cấp của CAP 2.5 so với phiên bản 1.0. 8. Vì sao phải xây dựng lưới tính. 9. Vì sao phải xem xét trường hợp lặng gió. 10. Nhà máy nhiệt điện Phả lại đốt bằng than có ống khói cao 45 m, đường kính của

miệng ống khói bằng 2.5 m, lưu lượng khí thải là 12.05 m3/s, tải lượng chất ô nhiễm SO2 bằng 12.69 g/s, tải lượng chất ô nhiểm CO bằng 101 g/s, nhiệt độ của khói thải là 200ºC. Nhiệt độ không khí xung quanh là 30 ºC và tốc độ gió ở độ cao 10 m là 4.5 m/s. Cho trạng thái khí quyển là cấp C. Bằng cách sử dụng phần mềm CAP 1.0 hãy:

- Tính sự phân bố nồng độ chất ô nhiễm dọc theo hướng gió, tìm giá trị cực đại đạt được của nồng độ cho điều kiện nông thôn.

203

- Tính vệt nâng ống khói. - Tính toán vận tốc gió nguy hiểm cho nguồn thải trên (với lưu lượng, tải

lượng chất ô nhiễm, nhiệt độ khói thải, nhiệt độ không khí xung quanh đã cho).

11. Một nhà máy nhiệt điện đốt bằng than có hai ống khói nằm sát nhau với các thông

số như sau: ống khói thứ nhất cao 45 m, đường kính của miệng ống khói bằng 2.5 m, lưu lượng khí thải là 12.05 m3/s, tải lượng chất ô nhiễm CO bằng 101 g/s, nhiệt độ của khói thải là 150º C. Ống khói thứ hai cao 35 m, đường kính của miệng ống khói bằng 2.2 m, lưu lượng khí thải là 10.05 m3/s, tải lượng chất ô nhiễm CO bằng 90 g/s, nhiệt độ của khói thải là 120ºC. Nhiệt độ không khí xung quanh là 30º C và tốc độ gió ở độ cao 10 m là 4.5 m/s. Cho trạng thái khí quyển là cấp C. Bằng cách sử dụng phần mềm CAP 1.0 hãy:

- Tính sự phân bố nồng độ chất ô nhiễm dọc theo hướng gió của từng nguồn thải và của tổng hai nguồn thải.

- Tính toán vận tốc gió nguy hiểm cho các nguồn thải trên (với lưu lượng, tải lượng chất ô nhiễm, nhiệt độ khói thải, nhiệt độ không khí xung quanh đã cho). Tính nồng độ cực đạt đạt được với vận tốc gió nguy hiểm.

12. Nhà máy nhiệt điện Phú Mỹ có ống khói cao 40 m, đường kính của miệng ống khói

bằng 2.2 m, lưu lượng khí thải là 10.02 m3/s, tải lượng chất ô nhiễm SO2 bằng 20.7 g/s, nhiệt độ của khói thải là 200º C. Nhiệt độ không khí xung quanh là 30º C và tốc độ gió ở độ cao 10 m là 4.5 m/s. Cho trạng thái khí quyển là cấp C. Bằng cách sử dụng phần mềm CAP 1.0 hãy:

- Tính sự phân bố nồng độ chất ô nhiễm dọc theo hướng gió và giá trị cực đại đạt được của nồng độ cho điều kiện nông thôn.

- Tính độ cao hữu dụng. - Tính toán nồng độ chất ô nhiễm tại điểm có tọa độ (x,y) = (1020 m, 30 m).

13. Nhà máy A có ống khói cao 35 m, bán kính trong của miệng ống khói là r = 0.9 m, vận tốc khí thải từ ống khói phụt ra là W0 =9.1 m/s, tải lượng CO là M = 76.580 g/s, nhiệt độ của khói thải là Ts = 228ºC. Nhiệt độ không khí xung quanh là Ta = 30°C. Thời điểm được chọn cho tính toán là ngày 11/7/2003. Tốc độ gió ở độ cao 10 m là 3.0 m/s. Bằng cách sử dụng phần mềm CAP 2.5 :

- Hãy tính sự phân bố theo không gian của nồng độ chất ô nhiễm. - Hãy xác định vùng có nồng độ lớn hơn 0.3 mg/m3 - Hãy tính nồng độ chất ô nhiễm dọc theo hướng gió, tìm giá trị cực đại đạt được của nồng độ.

- Giải bài toán trên trong trường hợp gió yếu (tốc độ gió ở độ cao 10 m là 0.2 m/s).

Một số yêu cầu:

- Sử dụng chức năng đo khoảng cách xác định khoảng cách từ chân ống khói

tới vùng ô nhiễm - Sử dụng chức năng đo khoảng cách xác định độ rộng của vùng ô nhiễm

nhất - Lưu ý tới giá trị nồng độ cực đại để nhập vào giá trị đường đồng mức cho

phù hợp - Xem giá trị nồng độ tại một điểm bất kỳ.

204

14. Nhà máy B có ống khói cao 45 m, bán kính trong của miệng ống khói là r = 1.2 m,

vận tốc khí thải từ ống khói phụt ra là W0 =12.5 m/s, tải lượng bụi nặng là M = 102 g/s, nhiệt độ của khói thải là Ts = 228°C, khối lượng riêng của hạt bụi là: 2.3 g/cm3, bán kính của hạt bụi là 20 μm. Nhiệt độ không khí xung quanh là Ta = 300 C. Thời điểm được chọn cho tính toán là ngày 11/11/2003. Tốc độ gió ở độ cao 10 m là 3.2 m/s. Bằng cách sử dụng phần mềm CAP 2.5 :

- Hãy tính sự phân bố theo không gian của nồng bụi nặng. - Hãy xác định vùng có nồng độ lớn hơn 0.3 mg/m3. - Hãy tính nồng độ chất ô nhiễm dọc theo hướng gió, tìm giá trị cực đại đạt được của nồng độ.



2. Phạm Ngọc Đăng, 1997. Môi trường không khí. Nhà xuất bản khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. 371 trang.

3. Trần Ngọc Chấn, 2000. Ô nhiễm môi trường không khí và xử lý khí thải. Tập 1, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. 214 tr.


205

CHƯƠNG 9 PHẦN MỀM TÍCH HỢP CƠ SỞ DỮ LIỆU MÔI TRƯỜNG, HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ VÀ MÔ HÌNH TOÁN

Chương này trình bày một số ứng dụng cụ thể. Các kết quả của chương 7 được thể

hiện cụ thể trên các phần mềm: ENVIMAP: quản lý các nguồn thải điểm cố định và tính toán sự phát tán ô nhiễm theo mô hình Berliand, ENVIMWQ: quản lý các cống xả và tính toán sự phân tán ô nhiễm trên kênh sông theo mô hình Paal, ECOCAP: tính toán ô nhiễm không khí theo mô hình Hanna – Gifford. Đây là các phần mềm được khuyến cáo trong môn học Hệ thống thông tin môi trường đối với sinh viên chuyên ngành môi trường. Phần cuối chương trình bày các đề tài Tiểu luận giúp cho sinh viên có thể hiểu và tự xây dựng các Hệ thống thông tin cho mục tiêu ứng dụng của mình.

9.1 Giới thiệu tổng quan về các phần mềm tích hợp hệ thống thông tin địa lý, cơ sở dữ liệu môi trường và mô hình toán

- ENVIMAP (ENVironmental Information Management and Air Pollution Estimation) là phần mềm ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý (GIS) và Cơ sở dữ liệu trợ giúp quản lý môi trường không khí và tích hợp mô hình ô nhiễm không khí do các ống khói (mô hình Berliand). Chức năng quản lý môi trường của phần mềm này cho phép người sử dụng quản lý các trạm quan trắc môi trường không khí một cách trực quan gắn với bản đồ, thực hiện các truy vấn dữ liệu: cho phép người sử dụng quản lý các trạm quan trắc môi trường không khí theo không gian và thời gian, tự động làm các báo cáo quan trắc môi trường, tra cứu một số văn bản pháp luật liên quan đến môi trường. Phần mềm này cho phép người sử dụng đánh giá tác động của các ống khói nhà máy đến môi trường không khí. ENVIMAP sử dụng thông tin từ CSDL để tính toán; công cụ của GIS để thể hiện kết quả và trợ giúp phân tích môi trường

- ENVIMWQ (ENVironmental Information Management and Water Quality Estimation) là phần mềm ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý (GIS) và Cơ sở dữ liệu trợ giúp quản lý môi trường nước sôngvà tích hợp mô hình ô nhiễm nước do các cống thải (mô hình Paal). Chức năng quản lý môi trường của phần mềm này cho phép người sử dụng quản lý các trạm quan trắc môi trường nước mặt một cách trực quan gắn với bản đồ, thực hiện các truy vấn dữ liệu: cho phép người sử dụng quản lý các trạm quan trắc môi trường không khí theo không gian và thời gian, tự động làm các báo cáo quan trắc môi trường, tra cứu một số văn bản pháp luật. Phần mềm cho phép người sử dụng đánh giá tác động của các cống thải nhà máy đến môi trường nước sông.

- ECOMAP (Mapping and computing for Air Pollution software for central EConomic key regiOn – Vẽ và tính toán ô nhiễm không khí cho các tỉnh thuộc vùng kinh tế trọng điểm Miền Trung) là phần mềm - hệ thông tin- mô hình môi trường trợ giúp công tác quản lý và tính toán ô nhiễm không khí cho nguồn vùng (Hanna-Gifford). Các chức năng quản lý môi trường trong phần mềm này được kế thừa và phát triển từ các phần mềm trên với tất cả các chức năng soạn thảo trạm quan trắc môi trường, khai thác dữ liệu và tự động làm báo cáo với bản đồ số vùng kinh tế trọng điểm phía nam. Mô hình Hanna tính toán ô nhiễm không khí do những nguồn thải vùng (area emission). Cơ sở dữ liệu của phần mềm cho phép lưu trữ các thông số cần thiết cho quá trình tính toán. Phần mềm cho phép nhận được các bản đồ nồng độ chất ô nhiễm tính toán đối với nguồn vùng, bản đồ tải lượng các chất ô nhiễm đối với nguồn vùng.

206

Yêu cầu về phần cứng và phần mềm để chạy ENVIMAP, ENVIMWQ và ECOMAP:

- Windows 2000 trở lên; - CPU 400 trở lên - Tối thiểu 76 Mbytes RAM; - Màn hình có độ phân giải tối thiểu là 800x600 pixels; - Tối thiểu là 100 Mbytes đĩa trống. - Các phần mềm này có rất nhiều điểm chung trong sử dụng .Để ngắn gọn trong giáo

trình này trình bày cụ thể về ENVIMWQ 2.0. Yêu cầu phần cứng và phần mềm, cài đặt và khởi động

9.2 Cài đặt

ENVIMWQ 2.0 được cài đặt rất đơn giản từ CD – ROM. Bạn chỉ cần chép toàn bộ thư mục ENVIMWQ 2.0 của CD sang đĩa cứng vào thư mục tương ứng rồi thực hiện các bước sau đây:

- Cài đặt DotnetFrameWork, nếu trên máy của bạn chưa có phần mềm hỗ trợ này; - Cài đặt phần mềm hỗ trợ Flash Player 7 ActiveX control, nếu trên máy của bạn chưa có

phần mềm hỗ trợ này; - Cài đặt font chữ MapInfo nếu trên máy của bạn chưa có các font chữ này; - Vào thư mục trên chạy file ENVIMWQ 2.0.exe

9.2.1 Hướng dẫn cài đặt phần mềm hỗ trợ DotnetFrameWork

Phần mềm như ENVIMWQ 2.0 sử dụng phần mềm hỗ trợ DotnetFrameWork, do đó để phần mềm có thể làm việc được thì phải cài đặt phần mềm hỗ trợ này. Phần mềm hỗ trợ này CSDL cần phải cài đặt trên máy hệ điều hành Windows 2000 hoặc các version Windows muộn hơn. Các bước tiến hành được thực hiện như sau:

- Vào thư mục bạn đã chép ENVIMWQ 2.0 vào trên đĩa cứng, ví dụ D:\ENVIMWQ 2.0 - Vào tiếp thư mục Support và chạy file dotnetfx.exe. Trên màn hình sẽ xuất hiện hộp

thông báo.

- Người sử dụng cần nhấn nút Yes. Sau một khoảng thời gian ngắn (tùy thuộc vào từng máy có thể dài ngắn khác nhau một chút) trên màn hình sẽ lần lượt xuất hiện các cửa sổ cài đặt và sẽ xuất hiện hộp thông báo như sau :

207

- Người sử dụng cần nhấn nút OK. Như vậy là phần mềm hỗ trợ DotnetFrameWork đã cài đặt xong.

9.2.2 Hướng dẫn cài đặt phần mềm hỗ trợ Flash Player 7 ActiveX control

Một số bộ phận của phần mềm cần có sự hỗ trợ của phần mềm Flash Player 7 ActiveX để hiển thị, do đó để phần mềm có thể hiển thị đúng thì cần cài đặt phần mềm hỗ trợ này. Phần mềm hỗ trợ này CSDL cần phải cài đặt trên máy hệ điều hành Windows 2000 hoặc các version Windows muộn hơn. Các bước tiến hành được thực hiện tương tự như khi cài DotnetFrameWork, cụ thể như sau:

- Vào thư mục bạn đã chép ENVIMWQ 2.0 vào trên đĩa cứng - Vào thư mục Support và chạy file flashplayer7_winax.exe. Trên màn hình sẽ xuất hiện

hộp thông báo

Người sử dụng cần nhấn nút Yes. Sau một khoảng thời gian ngắn (tùy thuộc vào từng máy có thể dài ngắn khác nhau một chút) trên màn hình sẽ lần lượt xuất hiện các cửa sổ cài đặt và sẽ xuất hiện hộp thông báo như sau. Người sử dụng cần nhấn nút OK. Như vậy là phần mềm hỗ trợ Flash Player 7 ActiveX đã cài đặt xong

9.2.3 Hướng dẫn cài đặt font chữ MapInfo

Để phần mềm ENVIMWQ 2.0 có thể hiển thị đúng các biểu tượng trên bản đồ người sử dụng cần cài thêm các font chữ của MapInfo vào máy. Việc cài đặt này được tiến hành như sau

208

- Vào Start Control Panel Fonts. Trong cửa sổ Fonts vừa hiện ra bạn cần vào menu File chọn mục Install New Fonts như trên hình

- Trên màn hình sẽ xuất hiện hộp thoại Add Fonts như trên hình. Người sử dụng cần chọn ổ đĩa cứng có thư mục ENVIMWQ 2.0 trong mục Drives, và trong mục Folders kích đúp vào thư mục Support Font trong thư mục chứa ENVIMWQ 2.0

- Nhấn vào nút Select All, rồi nhấn nút OK

Như vậy là các font cần thiết đã cài đặt xong.

9.3 Khởi động ENVIMWQ 2.0

209

ENVIMWQ 2.0 có thể khởi động bằng cách chạy file ENVIMWQ 2.0.exe trong thư mục chứa ENVIMWQ 2.0. trên màn hình Windows sẽ xuất hiện giao diện như trên Hình 9.1

Hình 9.1. Khởi động ENVIMWQ 2.0 trên màn hình Windows.

Sau khi nhấn nút Enter thì màn hình sẽ có dạng như trên Hình 9.2. Người sử dụng đã

đăng ký cần chọn tên đăng nhập trong hộp kết hợp tương ứng và nhập mật khẩu của mình rồi nhấn nút Đăng nhập. Nếu người sử dụng chưa đăng ký thì có thể kích vào nút Đăng ký và nhập các thông tin tương ứng như trên Hình 9.3.

Hình 9.2. Màn hình đăng nhập của ENVIMWQ 2.0

210

Hình 9.3. Màn hình đăng ký người sử dụng của ENVIMWQ 2.0

Sau khi nhấn đăng nhập thì màn hình sẽ có dạng như trên Hình 9.4. Các thành phần

của cửa sổ ENVIMWQ 2.0 gồm menu, các thanh công cụ tương tự như các phần mềm Windows khác. Trong vùng làm việc hiển thị bản đồ vùng đồng bằng sông Cửu Long. Các đối tượng liên quan đến tình hình dịch bệnh như trạm khí tượng, trạm thủy văn, trung tâm y tế được thể hiện dưới dạng các ký tự. Phía bên phải cửa sổ là nút Điều khiển lớp bản đồ, phía dưới cửa sổ là Thanh trạng thái.

Hình 9.4. Màn hình khởi động của ENVIMWQ 2.0

211

9.4 Menu và thanh công cụ của ENVIMWQ 2.0

Các chức năng của ENVIMWQ 2.0 được thực hiện qua menu, thanh công cụ và menu tiếp xúc. Trong mục này chúng tôi dẫn ra mô tả sơ bộ các mục menu chính và thanh công cụ. Các chi tiết về menu và thanh công cụ sẽ được trình bày ở các chương sau.

9.4.1 Menu chính

Hình 9.5. Menu File

Hình 9.6 Menu Thống kê

Hình 9.7. Menu Soạn thảo

Hình 9.8. Menu Cửa sổ

Hình 9.9. Menu Thông tin

Hình 9.10 Menu Bản đồ

Hình 9.11. Menu Giao diện Sau đây là mô tả tóm tắt chức năng các nút trên các thanh công cụ

212

9.4.2 Thanh công cụ Điều khiển bản đồ

Tuỳ chọn đối

tượng bản đồ Chọn đối tượng bản

đồ theo vùng chữ nhật

Dịch chuyển bản

đồ

Hiện vừa bản đồ

Phóng to

Thu nhỏ

Đo khoảng cách

Vẽ lại bản đồ

Lưu các thay đổi

bản đồ vào cơ sở dữ liệu

Không lưu các

thay đổi bản đồ vào cơ sở dữ liệu

Lưu ảnh bản đồ

Lưu thay đổi vào

Database

Bỏ qua tất cả các

thay đổi Quay lại trạng thái

trước của bản đồ Tới trạng thái sau

của bản đồ

9.4.3 Thanh công cụ Thao tác trên đối tượng

Xoá đối tượng

Thông tin

Thông tin hình học

của đối tượng

Định dạng hình học

của đối tượng

9.4.4 Thanh công cụ Vẽ đối tượng

Thêm đối tượng

điểm

Thêm đối tượng text

9.4.5 Thanh công cụ Mô hình

- Thêm đối tượng

điểm

- Thêm đối tượng

text

9.4.6 Chọn một đối tượng

Để chọn một đối tượng người sử dụng cần phải kích chuột vào nút và kích vào vị trí của đối tượng điểm (trạm khí tượng, trạm thủy văn, trung tâm y tế, ủy ban) hoặc kích vào một điểm nằm trong đối tượng (đối với đối tượng vùng như huyện, xã, vv)

213

9.4.7 Chọn nhiều đối tượng

Để chọn một đối tượng người sử dụng cần phải chọn một đối tượng như đã mô tả ở mục 9.4.5 rồi nhấn nút Shift của bàn phím và tiếp tục chọn các đối tượng khác;

9.4.8 Menu tiếp xúc của đối tượng

Khi chọn một đối tượng và kích phải chuột thì sẽ hiện lên menu tiếp xúc.

Người sử dụng có thể thay chuỗi ký tự bằng cách kích phím trái của chuột vào hộp liệt kê Chuỗi và chỉnh sửa trực tiếp trong hộp này.

Hình 9.12. Menu tiếp xúc

9.4.9 Thanh trạng thái và các thành phần

Hình 9.13. Các thành phần của thanh trạng thái

Độ rộng màn hình là khoảng cách trên bản đồ giữa hai theo chiều dài của màn hình. Để thay đổi lớp bản đồ đang soạn thảo người sử dụng có thể kích vào ô Lớp bản đồ đang soạn thảo, khi đó sẽ hiện lên hộp liệt kê như trên Hình 9.14, trong đó người sử dụng chọn lớp bản đồ muốn soạn thảo trong danh sách các lớp bản đồ.

Hình 9.14. Chọn lớp bản đồ để soạn thảo

Tọa độ của con trỏ chuột

Tỷ lệ bản đồ hiện tại

Lớp bản đồ đang được chọn

Lớp bản đồ đang soạn thảo

Thời gian vẽ bản đồ

Độ rộng màn hình

214

9.5 Thao tác với hộp thoại Trong nhiều trường hợp ENVIMWQ 2.0 sử dụng các hộp thoại để chuyển giao hoặc

đòi hỏi những thông tin đối với người sử dụng. Nhìn chung các thao tác với các hộp thoại này tương tự như nhau, do đó chúng ta sẽ dẫn ra các thao tác này ở đây để không lặp lại nhiều lần. Có ba dạng hộp thoại chính: hộp thoại thông thường, hộp thoại dạng bảng và hộp thoại chứa đồ thị

9.5.1 Thao tác với hộp thoại thông thường Trong nhiều trường hợp, ENVIMWQ 2.0 sẽ hiển thị thông tin trong các hộp thoại

thông thường tương tự như trên Hình 9.15.

Hình 9.15. Hộp thoại thông thường

Người sử dụng có thể thiết lập lại các thông tin này bằng cách kích phím trái của chuột vào chỗ có những thông tin cần thay đổi và sửa trực tiếp, hoặc chọn trong các combo box xuất hiện.

Các nút trên thanh công cụ của hộp thoại này có ý nghĩa như trong các phần mềm khác của Windows:

- - Lưu các thông tin đã sửa đổi

- - Xuất các thông tin này ra file text, html hoặc file Excel

- - Xóa tất cả các thông tin đã nhập trong hộp thoại

- - In các thông tin trong hộp thoại

- - Đóng hộp thoại

- - Xem các thông tin của đối tượng ở dòng được chọn. Chức năng của các nút này đều dễ hiểu, chúng ta dừng lại chi tiết hơn ở chức năng

Xuất thông tin và In ấn các thông tin trong hộp thoại

215

9.5.1.1 Xuất các thông tin trong hộp thoại

Khi kích vào nút sẽ hiện lên hộp thoại như trên Hình 9.16. Người sử dụng cần chọn kiểu file cần lưu (file text, html hoặc file Excel), chọn thư mục muốn lưu và tên file, rồi nhấn OK.

Hình 9.16. Xuất các thông tin này ra file

Nếu người sử dụng có thay đổi các thông tin hiển thị trong hộp thoại thì khi đóng hộp thoại ENVIMWQ 2.0 yêu cầu xác nhận lưu dữ liệu như trên Hình 9.17.

Hình 9.17. Yêu cầu xác nhận lưu dữ liệu

9.5.1.2 In ấn các thông tin trong hộp thoại

Khi kích vào nút thì trên màn hình sẽ hiện lên cửa sổ Preview tương tự như các cửa sổ Preview của World, Excel, … trước khi in ấn, rồi sau đó khi nhấn nút In thì nội dung trong hộp thoaị sẽ được gửi tới máy in tương tự như các phần mềm khác.

9.5.2 Thao tác với hộp thoại dạng bảng Trong nhiều trường hợp, ENVIMWQ 2.0 sẽ hiển thị thông tin trong các hộp thoại

dạng bảng tương tự như trên Hình 9.18, trong đó dữ liệu được thể hiện dưới dạng các bảng với các cột và dòng.

- Người sử dụng có thể thiết lập lại các thông tin này bằng cách kích phím trái của chuột vào chỗ có những thông tin cần thay đổi và sửa trực tiếp, hoặc chọn trong các combo box xuất hiện giống như đối với hộp thoại bình thường (mục 9.5)

216

- Người sử dụng có thể sắp xếp các dòng theo thứ tự tăng dần hoặc giảm dần của giá trị một cột nào đó bằng cách nhấn vào nút tiêu đề của cột đó. Ví dụ trên Hình 9.18 danh sách được sắp xếp theo giá trị cột Tên theo thứ tự giảm dần;

- Để thêm một dòng mới trong hộp thoại dạng này người sử dụng cần nhấn nút trên thanh công cụ nằm phía dưới hộp thoại. ENVIMWQ 2.0 sẽ tạo ra một dòng mới, và người sử dụng sẽ nhập thông tin vào dòng này.

Hình 9.18. Hộp thoại dạng bảng

- Để xóa đi một dòng dữ liệu trong hộp thoại dạng này người sử dụng cần để con trỏ ở dòng muốn xóa và nhấn nút trên thanh công cụ nằm phía dưới hộp thoại.

- Để thay đổi vị trí của một cột dữ liệu người sử dụng cần cần di chuyển con trỏ chuột đến tiêu đề của cột đó, kích phím trái của chuột và kéo tiêu đề này đến vị trí cần thiết trên hàng chứa tiêu đề các cột (nắm và kéo).

- Để ENVIMWQ 2.0 không hiển thị một cột dữ liệu nào đó người sử dụng cần di chuyển con trỏ chuột đến tiêu đề của cột đó, kích phím trái của chuột và kéo tiêu đề này đến dòng xanh nằm phía dưới hộp thoại.

- Để ENVIMWQ 2.0 hiển thị trở lại một cột dữ liệu nào đó trong số các cột đã ẩn đi người sử dụng cần di chuyển con trỏ chuột đến dòng tiêu đề của các cột, kích phím phải của chuột. Sẽ hiện lên menu như trên Hình 9.19, và người sử dụng cần chọn mục Column Chooser như trên hình. Khi đó sẽ xuất hiện hộp thoại Customization như trên Hình 9.20, trong đó liệt kê tiêu đề các cột đã ẩn đi. Người sử dụng sẽ kéo tiêu đề các cột muốn hiển thị đến dòng tiêu đề của các cột và thả ở vị trí cần thiết.

- Để nhóm các dòng dữ liệu theo giá trị của một cột nào đó người sử dụng cần di chuyển con trỏ chuột đến dòng tiêu đề của các cột, kích phím phải của chuột. Sẽ hiện lên menu như trên Hình 9.19, và người sử dụng cần chọn mục Group By Box. Khi đó hộp thoại sẽ thay đổi hình dạng: phía trên dòng chứa các tiêu đề sẽ xuất hiện thêm một dòng với các chữ nhắc: Nhóm các cột tại đây (Hình 9.21). Người sử dụng cần nắm tiêu đề của cột cần thiết, nắm và kéo lên tiêu đề này lên dòng đó.

217

Hình 9.19.

Hình 9.20. Hộp thoại Customization

Hình 9.21. Nhóm các dòng dữ liệu theo giá trị của một cột

- Trên Hình 9.22 là danh sách các trạm khí tượng được nhóm theo giá trị của cột Thuộc, và kết quả là các trạm này được nhóm theo từng tỉnh, khi kích vào các dấu bên mỗi tỉnh ta sẽ được danh sách các trạm thuộc tỉnh đó.

-

218

Hình 9.22. Các dữ liệu được nhóm theo giá trị của một cột

- Muốn thoát khỏi chế độ sắp xếp trên thì người sử dụng kéo các tiêu đề ở dòng sắp xếp về lại dòng tiêu đề của các cột và thả ở vị trí cần thiết.

- Ngoài ra người sử dụng cũng có thể chọn hiển thị các dòng có giá trị của cột nào đó thỏa các điều kiện nhất định giống như trong Excel bằng cách nhấn vào nút hình tam giác bên cạnh tiêu đề cột đó (Hình 9.23 - Hình 9.24)

- Ngoài ra người sử dụng còn có thể xem và sửa thông tin của các đối tượng trong hộp thoại bảng bằng cách kích đúp vào dòng có đối tượng đó hoặc để con chuột vào dòng

có đối tượng quan tâm và nhấn nút . Các thông tin của đối tượng đã chọn sẽ hiển thị trong các hộp thoại khác tương tự như trên Hình 9.25, trong đó người sử dụng cũng có thể soạn thảo các thông tin trong hộp thoại mới này.

219

Hình 9.23. Chọn hiển thị dữ liệu theo điều kiện

Hình 9.24. Các điều kiện để chọn hiển thị dữ liệu

Hình 9.25. Xem thông tin của đối tượng trong bảng

220

9.5.3 Thao tác với hộp thoại có chứa đồ thị Các hộp thoại dạng bảng có thể có chứa tab Đồ thị, trong đó hiển thị đồ thị của các

chuỗi số liệu liệt kê trong tab số liệu dạng bảng (Hình 9.26).

Hình 9.26. Đồ thị của các số liệu thống kê theo không gian

Trong tab Đồ thị thì theo mặc định ENVIMWQ 2.0 sẽ vẽ đồ thị dạng đường như trên Hình 9.27. Người sử dụng có thể chọn dạng đồ thị khác bằng cách nhấn phím chuột phải trong vùng đồ thị, sẽ xuất hiện menu như trên Hình 9.27. Người sử dụng có thể chọn đồ thị dạng đường, dạng cột hoặc dạng que. Trên Hình 9.27 là đồ thị dạng cột.

Hình 9.27. Chọn kiểu đồ thị dạng cột

221

Màu và dạng của đồ thị được cho ngẫu nhiên, do đó mỗi khi người sử dụng nhấn nút Vẽ lại hoặc quay trở lại tab Đồ thị thì màu sắc và dạng đồ thị lại thay đổi.

Người sử dụng cũng có thể lưu lại ảnh đồ thị bằng cách nhấn phím chuột phải trong vùng đồ thị và chọn mục Lưu ảnh, ENVIMWQ 2.0 sẽ yêu cầu nhập thư mục muốn lưu ảnh vào và tên ảnh để lưu (Hình 9.28).

Hình 9.28. Hộp thoại lưu đồ thị nhận được

9.6 Giao diện của ENVIMWQ 2.0 ENVIMWQ 2.0 cho phép người sử dụng có thể thay đổi màu sắc, kiểu chữ hiển thị

của giao diện tương tự như các Scheme của Windows. Để làm điều đó người sử dụng cần chọn trong menu Giao diện kiểu giao diện tương ứng (Hình 9.29), khi đó dạng hiển thị của giao diện sẽ thay đổi.

Hình 9.29. Menu Giao diện

222

9.7 Làm việc với thông tin bản đồ, đối tượng địa lý, thông tin hành chính, tạo mới thông tin cho đối tượng ENVIMWQ 2.0

9.7.1 Làm việc với thông tin bản đồ

9.7.1.1 Các lớp thông tin bản đồ Các chức năng làm việc với các lớp bản đồ được thực hiện qua các công cụ

trên thanh công cụ Bản đồ hoặc các mục trên menu Bản đồ (Hình 9.30).

9.7.1.2 Tùy chọn hiển thị các lớp bản đồ Như đã biết, bản đồ địa lý được số hoá thường bao gồm nhiều lớp thông tin

khác nhau chồng lên nhau. Khi chạy chương trình lần đầu thì ENVIMWQ 2.0 theo mặc định mở tất cả các lớp bản đồ. Tuy nhiên người sử dụng có thể chon chỉ mở một số lớp nào đó thôi bằng cách kích vào nút Điều khiển lớp bản đồ phía bên phải của vùng làm việc, khi đó sẽ hiện lên cửa sổ Điều khiển lớp bản đồ như trên Hình 9.30. Người sử dụng bật hoặc tắt các lớp bản đồ cần hiển thị bằng cách đánh dấu vào các ô tương ứng.

Theo mặc định thì cửa sổ Điều khiển lớp bản đồ sẽ tự động ẩn khi người sử dụng đưa con trỏ chuột ra ngoài. Người sử dụng cũng có thể nhấn nút (phía trên bên phải cửa sổ này) để giữ cho cửa sổ này luôn luôn hiển thị, hoặc nếu cửa sổ này đang ở chế độ luôn luôn hiển thị, thì có thể nhấn nút (cũng ở vị trí đó) để trả về chế độ tự động ẩn vcửa sổ này.

9.7.1.3 Chọn lớp bản đồ để soạn thảo ENVIMWQ 2.0 cho phép soạn thảo một số thông tin địa lý gắn với bản đồ

Vùng Đồng bằng Sông Cửu Long. Để làm việc này người sử dụng cần phải chọn lớp bản đồ cần soạn thảo, bằng cách kích chuột phải trong dòng có tên lớp bản đồ cần thiết trong cửa sổ Điều khiển lớp bản đồ. Sẽ hiện lên menu tiếp xúc như trên Hình 9.31, người sử dụng cần chọn lệnh Chỉnh sửa lớp trong menu này. Hoặc chọn lớp bản đồ cần soạn thảo thông qua thanh trạng thái như đã mô tả trong mục 9.4.9. ENVIMWQ 2.0 cho phép soạn thảo các đối tượng điểm và đối tượng chữ trong lớp đã chọn chỉnh sửa, người sử dụng có thể tạo mới, dịch chuyển và xóa các đối tượng dạng này

223

Hình 9.30. Menu Điều khiển lớp bản đồ Hình 9.31. Quản lý các lớp bản đồ

9.7.1.4 Thay đổi thứ tự các lớp bản đồ Để tay đổi thứ tự các lớp bản đồ người sử dụng cần kích phím trái của chuột

vào tên của lớp muốn thay đổi thứ tự trong cửa sổ Điều khiển lớp bản đồ (Hình 9.30) rồi nắm và kéo đi trong cửa sổ này đến vị trí cần thiết trong của sổ này.

9.7.1.5 Dịch chuyển bản đồ Để dịch chuyển bản đồ trên màn hình để thấy vùng cần quan tâm với độ phóng

đại hiện tại người sử dụng cần kích vào icon rồi kích phím trái của chuột vào điểm muốn kéo đi trên bản đồ. Sau đó người sử dụng giữ nguyên phím trái, kéo và thả. Khi đó bản đồ sẽ được dịch chuyển đi một khoảng cách bằng khoảng cách vừa kéo

224

9.7.1.6 Hiện vừa bản đồ Để hiện vừa bản đồ trên màn hình người sử dụng có thể kích vào icon rồi

kích vào bản đồ. Toàn bộ bản đồ sẽ hiện vừa trên màn hình như khi mới khởi động chương trinh ENVIMWQ 2.0.

9.7.1.7 Phóng to bản đồ Để phóng to bản đồ trên màn hình người sử dụng có thể kích vào icon rồi

kích vào vùng quan tâm trên bản đồ. Vùng được kích vào sẽ hiện ra to hơn. Cũng có thể thể kích vào icon rồi nhấn phím trái chuột và dùng chuột vẽ một hình chữ nhật quanh vùng cần quan tâm, khi đó vùng trong hình chữ nhật sẽ hiển thị to hơn trên màn hình

9.7.1.8 Thu nhỏ bản đồ Để thu nhỏ bản đồ trên màn hình người sử dụng có thể kích vào icon rồi

kích vào vùng quan tâm trên bản đồ. Vùng được kích vào sẽ hiện ra nhỏ hơn. Cũng có thể thể kích vào icon rồi nhấn phím trái chuột và dùng chuột vẽ một hình chữ nhật quanh vùng cần quan tâm, khi đó vùng trong hình chữ nhật sẽ hiển thị nhỏ hơn và nằm ở giữa màn hình cùng những vùng xung quanh cũng thu nhỏ hơn trên màn hình

9.7.1.9 Đo khoảng cách trên bản đồ Để đo khoảng cách trên bản đồ người sử dụng có thể kích vào icon rồi

nhấn phím trái của chuột và vẽ các đường gấp khúc bằng phím trái của chuột. Trên màn hình sẽ hiện ra chú giải công cụ, trong đó cho biết khoảng cách giữa hai điểm gần nhất vừa vẽ và tổng khoảng cách theo đường gấp khúc đang vẽ.

9.7.1.10 Chọn đối tượng bản đồ Để thao tác với một đối tượng người sử dụng cần phải chọn đối tuợng đó bằng

cách click vào icon rồi click vào đối tượng cần thiết trên lớp bản đồ đang soạn thảo. Có thể chọn nhiều đối tượng bằng cách nhấn phím Shift và chọn tiếp.

225

Hình 9.32. Đo khoảng cách

9.7.1.11 Chọn các đối tượng trong một vùng Để thao tác với nhiều đối tượng vùng người sử dụng cần phải chọn đối tuợng

đó bằng cách trên lớp bản đồ đang soạn thảo click vào icon rồi nhấn phím trái của chuột và vẽ một hình chữ nhật. Khi đó các đối tượng của lớp bản đồ đang soạn thảo nằm trong hình chữ nhật sẽ được chọn.

9.7.1.12 Thông tin của đối tượng Để xem các thông tin gắn với đối tượng trên bản đồ người sử dụng cần chọn

đối tượng này (mục 9.7.1.6) rồi kích vào icon trên thanh công cụ, hoặc kích phải rồi chọn mục Thông tin trên menu vừa hiện ra. ). Sẽ xuất hiện hộp thoại thuộc tính của đối tượng như trên Hình 9.33, trong đó hiển thị các thông tin mà đối tượng được chọn gắn liền. Người sử dụng cũng có thể thiết lập lại các thông tin này bằng cách kích phím trái của chuột vào chỗ có những thông tin cần thay đổi và sửa trực tiếp.

Đây là một hộp thoại thông thường nên người sử dụng có thể thao tác với hộp thoại này như đã chỉ ra trong phần 9.5

Hình 9.33. Thông tin của đối tượng bản đồ

9.7.1.13 Dịch chuyển các địa danh Các địa danh trên bản đồ có thể được người sử dụng dịch chuyển cho hợp lý

hơn hoặc thuận tiện hơn. Để làm điều này người sử dụng cần chọn lớp bản đồ có chứa các địa danh theo như mục 9.7.1.3, rồi nhấn icon để chọn địa danh cần dịch chuyển rồi nhấn phím trái của chuột và kéo địa danh này đến vị trí mong muốn và thả (buông thôi không giữ phím trái của chuột)

9.7.1.14 Thông tin hình học của đối tượng vùng Người sử dụng có thể biết được thông tin hình học: kích thước, chu vi, diện

tích của vùng được chọn bằng cách chọn đối tượng vùng như chỉ ra trong mục 9.7.1.6

226

rồi dùng chuột nhấn vào icon hoặc kích phải rồi chọn mục Thông tin hình học trong menu vừa hiện lên. Kết quả được hiển thị trong hộp thoại như trên Hình 9.34

Hình 9.34. Hiển thị thông tin hình học của đối tượng

9.7.1.15 Tùy chọn hiển thị nhãn các lớp bản đồ

Như đã biết, trong các bản đồ số các đối tượng địa lý thường có các thuộc tính phi không gian đi kèm, và các thuộc tính (xem thêm mục 9.7.1.12 Thông tin của đối tượng) này có thể được ENVIMWQ 2.0 sử dụng làm nhãn của đối tượng trên bản đồ. Để làm điều đó trong cửa sổ Điều khiển lớp bản đồ (Hình 9.30) người sử dụng cần kích chọn vào ô trong cột Label của lớp bản đồ tương ứng.

Để chọn loại thuộc tính được hiển thị thành nhãn người sử dụng cần kích phải bên cạnh tên lớp bản đồ này trong trong cửa sổ Điều khiển lớp bản đồ và chọn mục Chọn label trong menu tiếp xúc hiện ra (Hình 9.31). Khi đó trên màn hình sẽ xuất hiện hộp thoại Chọn label cho lớp, và trong hộp kết hợp của hộp thoại này người sử dụng sẽ chọn loại thông tin cần lấy làm nhãn (Hình 9.35)

Hình 9.35. Chọn loại thông tin cần lấy làm nhãn

9.7.2 Các tác vụ gắn với một đối tượng địa lý

9.7.2.1 Chọn đối tượng

Người sử dụng có thể chọn đối tượng bằng các nút và trên thanh

công cụ bản đồ. Để chọn một đối tượng người sử dụng click vào nút và dùng con chuột trỏ vào đối tượng cần chọn. Để chọn nhiều đối tượng người sử dụng có thể làm tương tự rồi giữ phím Shift để tiếp tục chọn các đối tượng khác bằng cách click vào

227

các đối tượng tiếp theo. Cũng có thể nhấn nút và dùng chuột vẽ một vùng hình chữ nhật trên bản đồ - tất cả các đối tượng nằm trong hình chữ nhật này sẽ được chọn. Khi được chọn thì biểu tượng của đối tượng sẽ đổi khác (mục 9.7.2.5)

9.7.2.2 Menu tiếp xúc của đối tượng địa lý

Trong các phần trước chúng ta trình bày các tác vụ (Thông tin, Thống kê) chung đối với tất cả các đối tượng (địa phương, trạm khí tượng, thủy văn, trung tâm y tế). Ngoài ra còn có một loạt tác vụ với một đối tượng đã chọn – đó là các tác vụ gắn với một đối tượng địa lý. Các tác vụ này có thể sử dụng được bằng cách chọn đối tượng địa lý (mục 9.4.5) rồi kích chuột phải. Khi đó trên màn hình sẽ xuất hiện menu tiếp xúc như trên Hình 9.36. Các chức năng này cũng có thể được thực hiện qua menu chung và thanh công cụ.

Hình 9.36. Menu tiếp xúc của đối tượng

9.7.2.3 Tạo đối tượng

Đối với các đối tượng là chuỗi các ký tự như khu công nghiệp, cơ sở sản xuất, trạm khí tượng, trạm thủy văn, điểm xả nước thải, cống xả nước thải, trạm lấy mẫu chất lượng nước, điểm kiểm soát chất lượng nước, các địa danh thì người sử dụng có thể tạo mới các đối tượng này. Để làm được việc đó thì người sử dụng cần phài tiến hành các bước sau:

- chọn lớp bản đồ có chứa loại đối tượng cần tạo để soạn thảo như đã chỉ ra trong các mục 9.7.1.3;

- Tạo một đối tượng điểm trên bản đồ (cho các đối tượng như trạm khí tượng, trạm thủy văn, trung tâm y tế) bằng cách nhấn nút trên thanh Công cụ Vẽ hoặc tạo đối tượng ký tự trên bản đồ (cho các đối tượng địa danh) bằng cách nhấn nút trên thanh Công cụ Vẽ; sau đó đưa con trỏ của chuột đến vị trí cần thiết của đối tượng rồi kích phím trái của chuột. Như vậy là một biểu tượng của đối tượng thuộc loại đã định đã được tạo ra trên màn hình;

- Để đối tượng có các thông tin thuộc tính và nhập dữ liệu người sử dụng cần phải Tạo mới thông tin hoặc thiết lập thông tin cho đối tượng, điều này sẽ được xem xét trong phần sau.

9.7.2.4 Thuộc tính hình học của đối tượng ký tự

228

Đối với các đối tượng đã chọn là chuỗi các ký tự thì người sử dụng có thể xem các thuộc tính hình học của chữ. Người sử dụng cần chọn chế độ chỉnh sửa lớp bản đồ chứa đối tượng đã chọn (mục 9.7.1.3) rồi cách chọn mục Thuộc tính hình học trên

menu tiếp xúc hoặc nhấn nút trên thanh công cụ Thao tác với đối tượng bản đồ. Trên màn hình sẽ xuất hiện hộp thoại như trên Hình 9.37. Trong hộp thoại này người sử dụng có thể tiến hành các tác vụ sau:

Hình 9.37. Hộp thoại Thuộc tính chữ

- Người sử dụng có thể thay đổi tọa độ của đối tượng bằng cách kích phím trái vào ô tương ứng và chỉnh sửa giá trị tọa độ X, Y của đối tượng.

- Người sử dụng cũng có thể thay đổi các thuộc tính chữ như font chữ, màu chữ, kiểu chữ bằng cách chọn trong các hộp kết hợp tương ứng.

- Người sử dụng có thể thay chuỗi ký tự bằng cách kích phím trái của chuột vào hộp liệt kê Chuỗi và chỉnh sửa trực tiếp trong hộp này.

- Người sử dụng cũng có thể làm tăng kích thước ký tự bằng cách kéo con trượt sang phải, hoặc làm giảm kích thước ký tự bằng cách kéo con trượt sang trái.

- Khi đã tiến hành xong các thay đổi cần thiết thì người sử dụng nhấn nút Chấp nhận

9.7.2.5 Thuộc tính hình học của đối tượng đa giác

Đối với các đối tượng đã chọn là các đa giác (polygon) thì người sử dụng có thể xem các thông tin của đa giác bằng cách chọn mục Thông tin hình học trên menu tiếp xúc

229

hoặc nhấn nút trên thanh công cụ Thao tác với đối tượng bản đồ. Trên màn hình sẽ xuất hiện hộp thoại như trên Hình 9.38. Trong hộp thoại này người sử dụng có thể thấy các thông tin về đa giác như trên Hình 9.38: thuộc vùng nào, lớp nào, số đa giác, số điểm của các đa giác, diện tích, chu vi, tọa độ hình chữ nhật bao xung quanh đa giác.

Hình 9.38. Thông tin đối tượng đa giác

9.7.2.6 Thông tin địa lý gắn với đối tượng, tạo và thiết lập thông tin - Xem thông tin gắn với đối tượng đã được thiết lập thông tin:

Đối với các đối tượng đã chọn thì người sử dụng có thể xem các thông tin gắn với đối tượng này bằng cách chọn mục Thông tin trên menu tiếp xúc hoặc nhấn nút

trên thanh công cụ Thao tác với đối tượng bản đồ. Trên màn hình sẽ xuất hiện hộp thoại như trên Hình 9.39.

Hình 9.39. Thông tin gắn với đối tượng

Trong hộp thoại này người sử dụng có thể thấy các thông tin gắn với đối tượng địa lý. Như trên Hình 9.39 các thông tin gắn với một đa giác đã chọn là tên, tên tiếng Anh, tiếng Việt, mã địa phương, cấp địa phương, tỉnh, thành phố quản lý, quận huyện.

230

Đối với các đối tượng khác (trạm khí tượng, thủy văn hay trung tâm y tế) thì thông tin này có thể hơi khác.

Nếu như đối tượng này chưa được thiết lập thông tin thì khi chọn chức năng này ENVIMWQ 2.0 sẽ đưa ra thông báo như trên Hình 9.40. Người sử dụng có thể thiết lập thông tin cho đối tượng bằng cách tạo mới, hoặc gắn với thông tin đã có bằng cách nhấn vào nút tương ứng trên hình này.

Hình 9.40. Thông báo về chưa có thông tin gắn với đối tượng

- Tạo mới thông tin cho đối tượng Để tạo mới thông tin cho đối tượng này chưa được thiết lập thông tin người sử

dụng cần làm như mục - rồi nhấn nút Tạo mới trong hộp thoại Hình 9.40. Khi đó trên màn hình sẽ xuất hiện hộp thoại có cấu trúc giống như trên Hình 9.39, tuy nhiên trong hộp thoại này tại tất cả các dòng đều không có thông tin (Hình 9.41). Trong hộp thoại này người sử dụng có thể kích chuột vào bất cứ dòng nào để nhập thông tin mới hoặc chọn trong các hộp kết hợp (combo box). Khi kết thúc nhập dữ liệu người sử dụng đóng hộp thoại lại, sẽ xuất hiện thông báo yêu cầu người sử dụng lưu lại các thông tin đã nhập. Đây là một hộp thoại thông thường nên người sử dụng có thể thao tác với hộp thoại này như đã chỉ ra trong phần 9.5.

Hình 9.41. Tạo mới thông tin gắn với đối tượng

- Thiết lập thông tin cho đối tượng Để thiết lập thông tin cho đối tượng (thông tin đã có trong cơ sở dữ liệu,

nhưng đối tượng đã chọn này chưa được thiết lập thông tin) người sử dụng cần làm như mục - rồi nhấn nút Thiết lập trong hộp thoại Hình 9.40. Người sử dụng cũng có thể chọn đối tượng, kích phải chuột rồi chọn mục Thiết lập thông tin trong menu

231

xuất hiện (Hình 9.36). Khi đó trên màn hình sẽ xuất hiện hộp thoại có cấu trúc giống như trên, trong đó liệt kê tất cả các thông tin trong cơ sở dữ liệu có thể gắn với loại đối tượng đã chọn. Người sử dụng cần chọn một trong những dòng thông tin ứng với đối tượng được chọn bằng cách kích chuột vào ô thứ tự của dòng nằm ở ngoài cùng bên trái dòng đó và nhấn nút Chấp nhận.

9.7.2.7 Di chuyển đối tượng

Chức năng này của ENVIMWQ 2.0 cho phép người sử dụng di chuyển trạm tới một vị trí khác vẫn giữ nguyên các thuộc tính của trạm. Để thực hiện điều này cần

phải chọn đối tượng (mục 9.7.2.1) nhấn nút trên thanh công cụ Bản đồ, chọn lớp bản đồ có đối tượng để soạn thảo (mục 9.7.1.3) sau đó sử dụng con chuột để di chuyển trạm từ vị trí đã cho tới một vị trí mới trên màn hình.

Nếu như người sử dụng chọn nhiều đối tượng thì có thể nhấn đồng thời phím Shift để di chuyển tất cả các đối tượng đã chọn

Hình 9.42. Danh sách các thông tin có thể gắn với đối tượng

9.7.2.8 Xoá đối tượng Chức năng này cho phép người sử dụng xoá trạm không cần thiết ra khỏi

CSDL. Để thực hiện điều này cần phải chọn một hoặc nhiều đối tượng (mục 9.7.2.1)

chọn lớp bản đồ có đối tượng để soạn thảo (mục 9.7.1.3) và nhấn nút trên thanh công cụ Thao tác với đối tượng bản đồ, hoặc kích phím phải của chuột và trong menu tiếp xúc hiện ra (Hình 9.36) chọn mục Xoá đối tượng. Sẽ xuất hiện hộp thông báo như trên Hình 9.43, người sử dụng cần nhấn nút Xóa.

232

Hình 9.43. Thông báo xóa đối tượng

9.7.2.9 Nhập dữ liệu lấy mẫu cho đối tượng Chức năng này cho phép người sử dụng cập nhật số liệu mới nhận được cho

đối tượng. Các bước được thực hiện như sau:

- Chọn đối tượng (mục 9.7.2.1); - Kích phím phải của chuột và trong menu tiếp xúc hiện ra (Hình 9.36) chọn mục

Lấy mẫu. Trên màn hình sẽ hiện ra hộp thoại như trên Hình 9.44;

Hình 9.44. Hộp thoại Lấy mẫu

- Trong tab thứ nhất Thông tin của hợp thoại này người sử dụng có thể thấy các thông tin chung về đối tượng đã chọn. Để nhập thêm số liệu cho đối tượng người sử dụng nhấn sang tab thứ hai Lấy mẫu (Hình 9.45).

233

Hình 9.45. Các số liệu lấy mẫu của trạm lấy mẫu chất lượng nước

- Tab này gồm có hai phần, phần bên trái Thông tin mẫu liệt kê những lần lấy mẫu, phần bên phải Kết quả lấy mẫu là một bảng liệt kê các số liệu lấy mẫu.

- Để thêm thông tin về một lần lấy mẫu đối với trạm được chọn người sử dụng cần nhấn nút Tạo mới ở phía trên của phần Thông tin mẫu của tab này. Khi đó trên màn hình phần Thông tin mẫu sẽ có dạng như trên Hình 9.46. Người sử dụng cần nhập các thông tin về lần lấy mẫu này vào đây.

Hình 9.46. Thông tin về lần lấy mẫu của trạm lấy mẫu chất lượng nước

234

- Phần Kết quả lấy mẫu là một hộp thoại bảng nên người sử dụng có do đó người sử dụng có thể thao tác với nó như đã chỉ ra trong 9.5.2.

- Cụ thể để thêm thông tin về số liệu kết quả lấy mẫu người sử dụng cần nhấn nút nút trên thanh công cụ nằm phía dưới phần Kết quả lấy mẫu. ENVIMWQ 2.0 sẽ tạo ra một dòng mới, và người sử dụng sẽ chọn chất ô nhiễm cần nhập thông tin trong hộp kết hợp ở cột Chất và nhập giá trị nồng độ thông tin vào dòng này ở cột Giá trị, và nhập các thông tin ghi chú cần thiết ở cột Ghi chú (Hình 9.47).

- Để xóa đi một dòng dữ liệu trong hộp thoại dạng này người sử dụng cần để con trỏ ở dòng muốn xóa và nhấn nút trên thanh công cụ nằm phía dưới hộp thoại. Người sử dụng có thể sửa lại các thông tin đã có bằng cách kích phím trái của chuột vào chỗ có những thông tin cần thay đổi và sửa trực tiếp hoặc chọn các giá trị khác trong các hộp kết hợp.

Hình 9.47. Các số liệu lấy mẫu của trạm lấy mẫu chất lượng nước

9.7.3 Các thông tin hành chính

Các công cụ trong menu Thông tin (Hình 9.48) của ENVIMWQ 2.0 để cung cấp cho người sử dụng các thông tin về các khu công nghiệp, cơ sở sản xuất, điểm xả nước thải, cống xả nước thải, trạm lấy mẫu chất lượng nước, điểm kiểm soát chất lượng nước, các trạm thủy văn, trạm nước cấp, danh sách tiêu chuẩn Việt Nam, danh sách chất – thông số đo, danh sách các hệ số chuyển hóa của các chât.

235

Hình 9.48. Menu Thông tin

9.7.3.1 Danh sách các khu công nghiệp

Để có thông tin về các khu công nghiệp của tỉnh Thừa Thiên – Huế mà ENVIMWQ 2.0 quản lý người sử dụng cần chọn mục Danh sách khu công nghiệp trên menu Thông tin. Danh sách các khu công nghiệp cùng các thuộc tính như tên tiếng Anh, địa chỉ, điện thoại, fax, vv được liệt kê trong hộp thoại xuất hiện như trên Hình 9.49. Các thông tin này thể hiện dưới dạng bảng, do đó người sử dụng có thể thao tác với nó như đã chỉ ra trong 9.5.2.

Hình 9.49. Danh sách các khu công nghiệp

9.7.3.2 Danh sách các cơ sở sản xuất

Để có thông tin về các cơ sở sản xuất của tỉnh Thừa Thiên – Huế mà ENVIMWQ 2.0 quản lý người sử dụng cần chọn mục Danh sách cơ sở sản xuất trên menu Thông tin. Danh sách các cơ sở sản xuất cùng các thuộc tính như tên tiếng Anh, địa chỉ, điện thoại, fax, vv được liệt kê trong hộp thoại xuất hiện như trên Hình 9.50. Các thông tin này thể hiện dưới dạng bảng, do đó người sử dụng có thể thao tác với nó như đã chỉ ra trong 9.5.2.

236

Hình 9.50. Danh sách các cơ sở sản xuất

9.7.3.3 Danh sách các điểm xả nước thải

Để có thông tin về các cơ sở sản xuất của tỉnh Thừa Thiên – Huế mà ENVIMWQ 2.0 quản lý người sử dụng cần chọn mục Danh sách điểm xả nước thải trên menu Thông tin. Danh sách các điểm xả nước thải cùng các thuộc tính như tên, vị trí, kinh vĩ độ, cống xả, mô tả, vv được liệt kê trong hộp thoại xuất hiện như trên Hình 9.51. Các thông tin này thể hiện dưới dạng bảng, do đó người sử dụng có thể thao tác với nó như đã chỉ ra trong 9.5.2.

Hình 9.51. Danh sách các cơ sở sản xuất

9.7.3.4 Danh sách các cống xả nước thải

Để có thông tin về các cơ sở sản xuất của tỉnh Thừa Thiên – Huế mà ENVIMWQ 2.0 quản lý người sử dụng cần chọn mục Danh sách cống xả nước thải

237

trên menu Thông tin. Danh sách các cống xả nước thải cùng các thuộc tính như tên, vị trí, kinh vĩ độ, cống xả, mô tả, vv được liệt kê trong hộp thoại xuất hiện như trên Hình 9.52. Các thông tin này thể hiện dưới dạng bảng, do đó người sử dụng có thể thao tác với nó như đã chỉ ra trong 9.5.2

Hình 9.52. Danh sách các cống xả nước thải

9.7.3.5 Danh sách các trạm lấy mẫu chất lượng nước Để có thông tin về các trạm lấy mẫu chất lượng nước của tỉnh Thừa Thiên –

Huế mà ENVIMWQ 2.0 quản lý người sử dụng cần chọn mục Danh sách trạm lấy mẫu chất lượng nước trên menu Thông tin. Danh sách các trạm lấy mẫu chất lượng nước cùng các thuộc tính như tên, vị trí, kinh vĩ độ, trưởng trạm, điện thoại, số fax, mô tả, vv được liệt kê trong hộp thoại xuất hiện như trên Hình 9.53. Các thông tin này thể hiện dưới dạng bảng, do đó người sử dụng có thể thao tác với nó như đã chỉ ra trong 9.5.2

Hình 9.53. Menu con trạm lấy mẫu chất lượng nước

238

9.7.3.6 Danh sách các điểm kiểm soát chất lượng nước

Để có thông tin về các điểm kiểm soát chất lượng nước của tỉnh Thừa Thiên – Huế mà ENVIMWQ 2.0 quản lý người sử dụng cần chọn mục Danh sách điểm kiểm soát chất lượng nước trên menu Thông tin. Danh sách các điểm kiểm soát chất lượng nước cùng các thuộc tính như tên, vị trí, kinh vĩ độ, trưởng trạm, điện thoại, số fax, mô tả, vv được liệt kê trong hộp thoại xuất hiện như trên Hình 9.54. Các thông tin này thể hiện dưới dạng bảng, do đó người sử dụng có thể thao tác với nó như đã chỉ ra trong 9.5.2

Hình 9.54. Danh sách các điểm kiểm soát chất lượng nước

9.7.3.7 Danh sách các trạm thủy văn

Để có danh sách các trạm thủy văn của của tỉnh Thừa Thiên – Huế mà ENVIMWQ 2.0 quản lý người sử dụng cần chọn mục Danh sách trạm thủy văn trên menu con Thông tin. Danh sách các trạm thủy văn cùng các thuộc tính như tên, vị trí, kinh vĩ độ, trưởng trạm, điện thoại, số fax, mô tả, vv được liệt kê trong hộp thoại xuất hiện như trên Hình 9.55. Các thông tin này thể hiện dưới dạng bảng, do đó người sử dụng có thể thao tác với nó như đã chỉ ra trong 9.5.2

Hình 9.55. Danh sách các trạm thủy văn

9.7.3.8 Danh sách các trạm nước cấp Để có danh sách các trạm nước cấp của của tỉnh Thừa Thiên – Huế mà

ENVIMWQ 2.0 quản lý người sử dụng cần chọn mục Danh sách trạm nước cấp trên menu con Thông tin. Danh sách các trạm nước cấp cùng các thuộc tính như tên, vị trí,

239

kinh vĩ độ, trưởng trạm, điện thoại, số fax, mô tả, vv được liệt kê trong hộp thoại xuất hiện như trên Hình 9.56. Các thông tin này thể hiện dưới dạng bảng, do đó người sử dụng có thể thao tác với nó như đã chỉ ra trong 9.5.2

Hình 9.56. Danh sách các trạm nước cấp

9.7.3.9 Danh sách Tiêu chuẩn Việt Nam

Để có danh sách các Tiêu chuẩn Việt Nam mà ENVIMWQ 2.0 quản lý người sử dụng cần chọn mục Danh sách Tiêu chuẩn Việt Nam trên menu con Thông tin. Danh sách các Tiêu chuẩn Việt Nam cùng các thuộc tính như mã tiêu chuẩn, tên tiêu chuẩn, mô tả, vv được liệt kê trong hộp thoại xuất hiện như trên Hình 9.57. Các thông tin này thể hiện dưới dạng bảng, do đó người sử dụng có thể thao tác với nó như đã chỉ ra trong 9.5.2

Hình 9.57. Danh sách các Tiêu chuẩn Việt Nam

9.7.3.10 Danh sách các thông số đo ứng với trạm Để có danh sách các thông số đo ứng với các trạm người sử dụng cần chọn

mục Danh sách chất - thông số đo trên menu con Thông tin. Danh sách các thông số

240

đo ứng với các trạm cùng các thuộc tính như tên, công thức, đơn vị đo, loại chất, ghi chú, vv được liệt kê trong hộp thoại xuất hiện như trên Hình 9.58. Các thông tin này thể hiện dưới dạng bảng, do đó người sử dụng có thể thao tác với nó như đã chỉ ra trong 9.5.2.

Hình 9.58. Danh sách Các thông số đo ứng với trạm

9.7.3.11 Danh sách các hệ số chuyển hóa ứng với chất

Để có danh sách hệ số chuyển hóa ứng với chất người sử dụng cần chọn mục Danh sách hệ số chuyển hóa ứng với chất trên menu con Thông tin. Danh sách các hệ số chuyển hóa ứng với chất cùng các thuộc tính như tên, công thức, đơn vị đo, loại chất, ghi chú, vv được liệt kê trong hộp thoại xuất hiện như trên Hình 9.59. Các thông tin này thể hiện dưới dạng bảng, do đó người sử dụng có thể thao tác với nó như đã chỉ ra trong 9.5.2.

241

Hình 9.59. Các hệ số chuyển hóa ứng với chất

9.7.4 Tạo mới thông tin cho đối tượng

Các công cụ trong menu Tạo mới đối tượng (Hình 9.60) của ENVIMWQ 2.0 cung cấp cho người sử dụng khả năng tạo mới các thông tin về các khu công nghiệp, cơ sở sản xuất, điểm xả nước thải, cống xả nước thải, trạm lấy mẫu chất lượng nước, điểm kiểm soát chất lượng nước, các trạm thủy văn, trạm nước cấp, danh sách tiêu chuẩn Việt Nam,.

Hình 9.60. Menu Tạo mới đối tượng

9.7.4.1 Tạo mới thông tin khu công nghiệp

Để tạo mới thông tin về một khu công nghiệp của tỉnh Thừa Thiên – Huế mà ENVIMWQ 2.0 quản lý người sử dụng cần chọn mục Tạo mới khu công nghiệp trên menu Tạo mới đối tượng. Sẽ xuất hiện hộp thoại như trên Hình 9.61. Trong hộp thoại này người sử dụng cần nhập các thông tin về khu công nghiệp như tên tiếng Anh, địa chỉ, điện thoại, fax, hình ảnh khu công nghiệp vv. Các thông tin này thể hiện dưới dạng hộp thọai thông thường, do đó người sử dụng có thể thao tác với nó như đã chỉ ra trong 9.5.1.

Để nhập thông tin về các cơ sở sản xuất có trong khu công nghiệp người sử dụng cần kích vào dòng chữ Cơ sở sản xuất ở bên cạnh khung dành cho hình ảnh. Sẽ

242

xuất hiện hộp thoại như trên Hình 9.62. Trong hộp thoại này người sử dụng làm việc tương tự như đã nêu trong mục 9.7.3.2. Danh sách các cơ sở sản xuất

9.7.4.2 Tạo mới thông tin cơ sở sản xuất

Để tạo mới thông tin về một cơ sở sản xuất của tỉnh Thừa Thiên – Huế mà ENVIMWQ 2.0 quản lý người sử dụng cần chọn mục Tạo mới cơ sở sản xuất trên menu Tạo mới đối tượng. Sẽ xuất hiện hộp thoại như trên Hình 9.63. Trong hộp thoại này người sử dụng cần nhập các thông tin về cơ sở sản xuất như tên tiếng Anh, địa chỉ, điện thoại, fax, vv. Các thông tin này thể hiện dưới dạng hộp thọai thông thường, do đó người sử dụng có thể thao tác với nó như đã chỉ ra trong 9.5.1.

Hình 9.61. Tạo mới thông tin khu công nghiệp

243

Hình 9.62. Các cơ sở sản xuất có trong khu công nghiệp

Để nhập thông tin về các điểm xả nước thải có trong cơ sở sản xuất người sử dụng cần kích vào dòng chữ Điểm xả nước thải ở bên cạnh khung dành cho hình ảnh. Sẽ xuất hiện hộp thoại như trên Hình 9.64. Trong hộp thoại này người sử dụng làm việc tương tự như đã nêu trong mục 9.7.3.3. Danh sách các điểm xả nước thải

Hình 9.63. Tạo mới thông tin cơ sở sản xuất

244

Hình 9.64. Các điểm xả nước thải có trong cơ sở sản xuất

9.7.4.3 Tạo mới thông tin điểm xả nước thải

Để tạo mới thông tin về một điểm xả nước thải của tỉnh Thừa Thiên – Huế mà ENVIMWQ 2.0 quản lý người sử dụng cần chọn mục Tạo mới điểm xả nước thải trên menu Tạo mới đối tượng. Sẽ xuất hiện hộp thoại như trên Hình 9.65. Trong hộp thoại này người sử dụng cần nhập các thông tin về điểm xả nước thải như tên, tên cơ sở sản xuất, vị trí, kinh vĩ độ, thuộc cống xả nào, mô tả, vv. Các thông tin này thể hiện dưới dạng hộp thọai thông thường, do đó người sử dụng có thể thao tác với nó như đã chỉ ra trong 9.5.1.

Hình 9.65. Tạo mới thông tin điểm xả nước thải

245

9.7.4.4 Tạo mới thông tin cống xả nước thải

Để tạo mới thông tin về một cống xả nước thải của tỉnh Thừa Thiên – Huế mà ENVIMWQ 2.0 quản lý người sử dụng cần chọn mục Tạo mới cống xả nước thải trên menu Tạo mới đối tượng. Sẽ xuất hiện hộp thoại như trên Hình 9.66. Trong hộp thoại này người sử dụng cần nhập các thông tin về cống xả nước thải như tên, vị trí, kinh vĩ độ, khoảng cách đến bờ sông, môi trường xả, mô tả, vv.

Hình 9.66. Tạo mới thông tin cống xả nước thải

Các thông tin này thể hiện dưới dạng hộp thọai thông thường, do đó người sử dụng có thể thao tác với nó như đã chỉ ra trong 9.5.1.

Để nhập thông tin về các điểm xả nước thải đổ vào cống xả này người sử dụng cần kích vào dòng chữ Điểm xả nước thải ở bên cạnh khung dành cho hình ảnh. Sẽ xuất hiện hộp thoại như trên Hình 9.67. Trong hộp thoại này người sử dụng làm việc tương tự như đã nêu trong mục 9.7.3.3. Danh sách các điểm xả nước thải

246

Hình 9.67. Các điểm xả nước thải đổ vào cống xả

9.7.4.5 Tạo mới thông tin trạm lấy mẫu chất lượng nước

Để tạo mới thông tin về một trạm lấy mẫu chất lượng nước của tỉnh Thừa Thiên – Huế mà ENVIMWQ 2.0 quản lý người sử dụng cần chọn mục Tạo mới trạm lấy mẫu chất lượng nước trên menu Tạo mới đối tượng. Sẽ xuất hiện hộp thoại như trên Hình 9.68. Trong hộp thoại này người sử dụng cần nhập các thông tin về trạm lấy mẫu chất lượng nước như tên, vị trí, kinh vĩ độ, trưởng trạm, điện thoại, email, mô tả, vv. Các thông tin này thể hiện dưới dạng hộp thọai thông thường, do đó người sử dụng có thể thao tác với nó như đã chỉ ra trong 9.5.1.

9.7.4.6 Tạo mới thông tin điểm kiểm soát chất lượng nước

Để tạo mới thông tin về một điểm kiểm soát chất lượng nước của tỉnh Thừa Thiên – Huế mà ENVIMWQ 2.0 quản lý người sử dụng cần chọn mục Tạo mới điểm kiểm soát chất lượng nước trên menu Tạo mới đối tượng. Sẽ xuất hiện hộp thoại như trên Hình 9.69.

Hình 9.68. Tạo mới thông tin trạm lấy mẫu chất lượng nước

Trong hộp thoại này người sử dụng cần nhập các thông tin về điểm kiểm soát chất lượng nước như tên, vị trí, kinh vĩ độ, trưởng trạm, điện thoại, email, mô tả, vv. Các thông tin này thể hiện dưới dạng hộp thọai thông thường, do đó người sử dụng có thể thao tác với nó như đã chỉ ra trong 9.5.1.

247


9.7.4.7 Tạo mới thông tin trạm thủy văn

Để tạo mới thông tin về một trạm thủy văn của tỉnh Thừa Thiên – Huế mà ENVIMWQ 2.0 quản lý người sử dụng cần chọn mục Tạo mới trạm thủy văn trên menu Tạo mới đối tượng. Sẽ xuất hiện hộp thoại như trên Hình 9.70. Trong hộp thoại này người sử dụng cần nhập các thông tin về trạm thủy văn như tên, vị trí, kinh vĩ độ, trưởng trạm, điện thoại, email, mô tả, vv. Các thông tin này thể hiện dưới dạng hộp thọai thông thường, do đó người sử dụng có thể thao tác với nó như đã chỉ ra trong 9.5.1.

Hình 9.70. Tạo mới thông tin trạm thủy văn

248

9.7.4.8 Tạo mới thông tin trạm nước cấp

Để tạo mới thông tin về một trạm nước cấp của tỉnh Thừa Thiên – Huế mà ENVIMWQ 2.0 quản lý người sử dụng cần chọn mục Tạo mới trạm nước cấp trên menu Tạo mới đối tượng. Sẽ xuất hiện hộp thoại như trên Hình 9.71. Trong hộp thoại này người sử dụng cần nhập các thông tin về trạm nước cấp như tên, vị trí, kinh vĩ độ, cơ sở sản xuất, công suất thiết kế, trưởng trạm, điện thoại, email, mô tả, vv. Các thông tin này thể hiện dưới dạng hộp thọai thông thường, do đó người sử dụng có thể thao tác với nó như đã chỉ ra trong 9.5.1.


9.7.4.9 Tạo mới thông tin Tiêu chuẩn Việt Nam

Để tạo mới thông tin về một Tiêu chuẩn Việt Nam mà ENVIMWQ 2.0 quản lý người sử dụng cần chọn mục Tạo mới Tiêu chuẩn Việt Nam trên menu Tạo mới đối tượng. Sẽ xuất hiện hộp thoại như trên Hình 9.72. Trong hộp thoại này người sử dụng cần nhập các thông tin về Tiêu chuẩn Việt Nam như mã tiêu chuẩn, tên tiêu chuẩn, mô tả, vv. Các thông tin này thể hiện dưới dạng hộp thọai thông thường, do đó người sử dụng có thể thao tác với nó như đã chỉ ra trong 9.5.1.

249

Hình 9.72. Tạo mới thông tin Tiêu chuẩn Việt Nam

Để nhập thông tin về các giá trị giới hạn ứng với Tiêu chuẩn Việt Nam này người sử dụng cần kích vào dòng chữ Giá trị giới hạn ứng với Tiêu chuẩn Việt Nam ở khung bên cạnh. Sẽ xuất hiện hộp thoại như trên Hình 9.73. Trong hộp thoại này người sử dụng làm việc tương tự như đã nêu trong mục 9.7.3.9

Hình 9.73. Các giá trị giới hạn ứng với Tiêu chuẩn Việt Nam

9.8 Thống kê các dữ liệu của các đối tượng trong ENVIMWQ

Các công cụ Thống kê dữ liệu của ENVIMWQ 2.0 được phát triển để truy cập vào các kho dữ liệu của các đối tượng liên quan đến chất lượng nước. Các công cụ này được tích hợp trong menu Thống kê (Hình 9.74) và được mô tả trong phần dưới đây. Mục tiêu của Thống kê dữ liệu là lọc trong CSDL các số liệu của một loại đối tượng nào đó thoả các tiêu chuẩn nào đó theo yêu cầu của người sử dụng.

Các chức năng thống kê này cũng có thể sử dụng được qua menu tiếp xúc. Lưu ý rằng khi sử dụng chức năng này qua menu chính thì người sử dụng có thể thống kê tất cả các số liệu của một loại đối tượng, còn nếu sử dụng chức năng này qua menu tiếp xúc thì người sử dụng có thể thống kê tất cả các số liệu của các đối tượng đã chọn trước khi kích hoạt menu tiếp xúc.

250

Hình 9.74. Menu Thống kê

9.8.1 Thống kê lượng xả thải tại cống xả

Chức năng thống kê xả thải tại cống xả của ENVIMWQ 2.0 cho phép người sử dụng nhận được tất cả các số liệu về xả thải tại các cống xả.

Sau khi đã chọn chọn mục Thống kê lượng xả thải tại cống xả trên menu Thống kê thì trên màn hình của sổ ENVIMWQ 2.0 sẽ có dạng như trên Hình 9.75, trong đó liệt kê danh sách các cống xả mà ENVIMWQ 2.0 quản lý. Nếu như người sử dụng chọn các đối tượng cống xả rồi kích hoạt menu tiếp xúc thì trong cửa sổ này sẽ chỉ hiển thị danh sách các đối tượng cống xả đã chọn. Người sử dụng cần chọn những đối tượng cần thiết rồi nhấn nút Tiếp ở phía dưới bên phải màn hình. Người sử dụng có thể chọn nhanh tất cả các đối tượng hoặc không chọn tất cả các đối tượng bằng cách tắt hoặc bật ở hộp kiểm tra Chọn hết. Sau khi nhấn nút Tiếp màn hình sẽ có dạng như trên Hình 9.76.

Hình 9.75. Chọn đối tượng để thống kê lượng xả thải tại cống xả

251

Hình 9.76. Chọn các chất để thống kê

Trong hộp thoại này liệt kê danh sách các chất quan trắc tại các cống xả này. Người sử dụng cần chọn các chất cần quan tâm bằng cách đánh dấu vào các ô tương ứng rồi nhấn nút Tiếp ở phía dưới bên phải màn hình. Người sử dụng cũng có thể chọn TCVN để so sánh với những số liệu nhận được. Người sử dụng có thể chọn nhanh tất cả các chất hoặc không chọn tất cả các đối tượng bằng cách tắt hoặc bật ở hộp kiểm tra Chọn hết. Sau khi nhấn nút Tiếp màn hình sẽ có dạng như trên Hình 9.77.

252

Hình 9.77. Chọn thời điểm để thống kê

Trong cửa sổ này người sử dụng sẽ chọn khoảng thời gian để thống kê dữ liệu. Theo mặc định thì ENVIMWQ 2.0 sẽ hiển thị ra thời điểm có dữ liệu sớm nhất và muộn nhất. Người sử dụng cũng có thể chọn loại thống kê theo thời gian hoặc theo giá trị bằng cách chọn trong các nút radio tương ứng. Người sử dụng có thể chọn Sau khì đã chọn xong người sử dụng cần nhấn nút Tiếp, màn hình sẽ có dạng như trên Hình 9.78.

Trên Hình 9.78 liệt kê tất cả những số liệu thỏa các điều kiện đã chọn. Những giá trị vượt quá TCVN tương ứng sẽ được thể hiện bằng kiểu chữ đậm màu đỏ.

Người sử dụng có thể xem đồ thị xây dựng trên cơ sở những số liệu nhận được bằng cách nhấn nút Xem đồ thị ở phía dưới cửa sổ này. Khi đó cửa sổ sẽ có dạng như trên Hình 9.79, trong đó theo mặc định thì các đồ thị này có dạng đường thẳng. Người sử dụng có thể chọn dạng đồ thị khác bằng cách kích chuột phải tại vùng đồ thị như trên Hình 9.79, khi đó cửa sổ sẽ có dạng như trên Hình 9.80. Trên Hình 9.79 cũng thể hiện giá trị TCVN tương ứng.

Hình 9.78. Các sô liệu thống kê được

253

Hình 9.79. Đồ thị dạng đường thẳng

254

Hình 9.80. Đồ thị dạng cột

ENVIMWQ 2.0 cũng có thể tạo báo cáo tự động. Người sử dụng cần nhấn nút Tạo báo cáo trên Hình 9.78 hay Hình 9.79, sẽ hiện lên cửa sổ như trên Hình 9.81. Người sử dụng có thể xem báo cáo, in ấn, … như trong các cửa sổ Preview bình thường khác.

Hình 9.81. Tự động tạo báo cáo

255

Người sử dụng cũng có thể lưu báo cáo này dưới dạng file *.pdf bằng cách nhấn nút trên thanh công cụ của cửa sổ này.

9.8.2 Thống kê lượng xả thải tại cơ sở sản xuất

Chức năng thống kê xả thải tại cơ sở sản xuất của ENVIMWQ 2.0 cho phép người sử dụng nhận được tất cả các số liệu về xả thải tại các cơ sở sản xuất.

Sau khi đã chọn chọn mục Thống kê lượng xả thải tại cơ sở sản xuất trên menu Thống kê thì trên màn hình của sổ ENVIMWQ 2.0 sẽ có dạng như trên Hình 9.82, trong đó liệt kê danh sách các cơ sở sản xuất mà ENVIMWQ 2.0 quản lý. Nếu như người sử dụng chọn các đối tượng cơ sở sản xuất rồi kích hoạt menu tiếp xúc thì trong cửa sổ này sẽ chỉ hiển thị danh sách các đối tượng cơ sở sản xuất đã chọn. Người sử dụng cần chọn những đối tượng cần thiết rồi nhấn nút Tiếp ở phía dưới bên phải màn hình. Người sử dụng có thể chọn nhanh tất cả các đối tượng hoặc không chọn tất cả các đối tượng bằng cách tắt hoặc bật ở hộp kiểm tra Chọn hết. Sau khi nhấn nút Tiếp màn hình sẽ có dạng như trên Hình 9.83.

Hình 9.82. Chọn đối tượng để thống kê lượng xả thải tại cơ sở sản xuất

256


Trong hộp thoại này liệt kê danh sách các chất quan trắc tại các cơ sở sản xuất này. Người sử dụng cần chọn các chất cần quan tâm bằng cách đánh dấu vào các ô tương ứng rồi nhấn nút Tiếp ở phía dưới bên phải màn hình. Người sử dụng cũng có thể chọn TCVN để so sánh với những số liệu nhận được. Người sử dụng có thể chọn nhanh tất cả các chất hoặc không chọn tất cả các đối tượng bằng cách tắt hoặc bật ở hộp kiểm tra Chọn hết. Sau khi nhấn nút Tiếp màn hình sẽ có dạng như trên Hình 9.84.

257




Người sử dụng có thể xem đồ thị xây dựng trên cơ sở những số liệu nhận được bằng cách nhấn nút Xem đồ thị ở phía dưới cửa sổ này. Khi đó cửa sổ sẽ có dạng như trên Hình 9.86, trong đó theo mặc định thì các đồ thị này có dạng đường thẳng. Người sử dụng có thể chọn dạng đồ thị khác (Hình 9.87) bằng cách kích chuột phải tại vùng đồ thị như trên Hình 9.86. Trên Hình 9.86 cũng thể hiện giá trị TCVN tương ứng.

258



259




260

Hình 9.88. Tự động tạo báo cáo cho cơ sở sản xuất

9.8.3 Thống kê lượng xả thải tại điểm xả

Chức năng thống kê xả thải tại điểm xả của ENVIMWQ 2.0 cho phép người sử dụng nhận được tất cả các số liệu về xả thải tại các điểm xả. Sau khi đã chọn chọn mục Thống kê lượng xả thải tại điểm xả trên menu Thống kê thì trên màn hình của sổ ENVIMWQ 2.0 sẽ có dạng như trên Hình 9.89, trong đó liệt kê danh sách các điểm xả mà ENVIMWQ 2.0 quản lý. Nếu như người sử dụng chọn các đối tượng điểm xả rồi kích hoạt menu tiếp xúc thì trong cửa sổ này sẽ chỉ hiển thị danh sách các đối tượng điểm xả đã chọn. Người sử dụng cần chọn những đối tượng cần thiết rồi nhấn nút Tiếp ở phía dưới bên phải màn hình. Người sử dụng có thể chọn nhanh tất cả các đối tượng hoặc không chọn tất cả các đối tượng bằng cách tắt hoặc bật ở hộp kiểm tra Chọn hết. Sau khi nhấn nút Tiếp màn hình sẽ có dạng như trên Hình 9.90.

261

Hình 9.89. Chọn đối tượng để thống kê lượng xả thải tại điểm xả


Trong hộp thoại này liệt kê danh sách các chất quan trắc tại các điểm xả này. Người sử dụng cần chọn các chất cần quan tâm bằng cách đánh dấu vào các ô tương

262

ứng rồi nhấn nút Tiếp ở phía dưới bên phải màn hình. Người sử dụng cũng có thể chọn TCVN để so sánh với những số liệu nhận được. Người sử dụng có thể chọn nhanh tất cả các chất hoặc không chọn tất cả các đối tượng bằng cách tắt hoặc bật ở hộp kiểm tra Chọn hết. Sau khi nhấn nút Tiếp màn hình sẽ có dạng như trên Hình 9.91.




Người sử dụng có thể xem đồ thị xây dựng trên cơ sở những số liệu nhận được bằng cách nhấn nút Xem đồ thị ở phía dưới cửa sổ này. Khi đó cửa sổ sẽ có dạng như trên Hình 9.93, trong đó theo mặc định thì các đồ thị này có dạng đường thẳng. Người sử dụng có thể chọn dạng đồ thị khác (Hình 9.94) bằng cách kích chuột phải tại vùng đồ thị như trên Hình 9.93. Trên Hình 9.93 cũng thể hiện giá trị TCVN tương ứng.

263



264




265


9.8.4 Thống kê lượng nước cấp tại cơ sở sản xuất

Chức năng thống kê lượng nước cấp tại cơ sở sản xuất của ENVIMWQ 2.0 cho phép người sử dụng nhận được tất cả các số liệu về lượng nước cấp tại các cơ sở sản xuất.

266

Sau khi đã chọn chọn mục Thống kê lượng nước cấp tại cơ sở sản xuất trên menu Thống kê thì trên màn hình của sổ ENVIMWQ 2.0 sẽ có dạng như trênHình 9.102, trong đó liệt kê danh sách các cơ sở sản xuất mà ENVIMWQ 2.0 quản lý. Nếu như người sử dụng chọn các đối tượng cơ sở sản xuất rồi kích hoạt menu tiếp xúc thì trong cửa sổ này sẽ chỉ hiển thị danh sách các đối tượng cơ sở sản xuất đã chọn. Người sử dụng cần chọn những đối tượng cần thiết rồi nhấn nút Tiếp ở phía dưới bên phải màn hình. Người sử dụng có thể chọn nhanh tất cả các đối tượng hoặc không chọn tất cả các đối tượng bằng cách tắt hoặc bật ở hộp kiểm tra Chọn hết. Sau khi nhấn nút Tiếp màn hình sẽ có dạng như trên Hình 9.97.



267

Trong hộp thoại này liệt kê danh sách các chất quan trắc tại các cơ sở sản xuất này. Người sử dụng cần chọn các chất cần quan tâm bằng cách đánh dấu vào các ô tương ứng rồi nhấn nút Tiếp ở phía dưới bên phải màn hình. Người sử dụng cũng có thể chọn TCVN để so sánh với những số liệu nhận được. Người sử dụng có thể chọn nhanh tất cả các chất hoặc không chọn tất cả các đối tượng bằng cách tắt hoặc bật ở hộp kiểm tra Chọn hết. Sau khi nhấn nút Tiếp màn hình sẽ có dạng như trên Hình 9.98.




268


Người sử dụng có thể xem đồ thị xây dựng trên cơ sở những số liệu nhận được

bằng cách nhấn nút Xem đồ thị ở phía dưới cửa sổ này. Khi đó cửa sổ sẽ có dạng như trên Hình 9.100, trong đó theo mặc định thì các đồ thị này có dạng đường thẳng. Người sử dụng có thể chọn dạng đồ thị khác bằng cách kích chuột phải tại vùng đồ thị như trênHình 9.100. Trên Hình 9.100 cũng thể hiện giá trị TCVN tương ứng.

269


ENVIMWQ 2.0 cũng có thể tạo báo cáo tự động. Người sử dụng cần nhấn nút

Tạo báo cáo trên Hình 9.99 hay Hình 9.100, sẽ hiện lên cửa sổ như trên Hình 9.108. Người sử dụng có thể xem báo cáo, in ấn, … như trong các cửa sổ Preview khác.

270



9.8.5 Thống kê chất lượng nước cấp tại cơ sở sản xuất

271

Chức năng thống kê chất lượng nước cấp tại cơ sở sản xuất của ENVIMWQ 2.0 cho phép người sử dụng nhận được tất cả các số liệu về lượng nước cấp tại các cơ sở sản xuất.

Sau khi đã chọn chọn mục Thống kê chất lượng nước cấp tại cơ sở sản xuất trên menu Thống kê thì trên màn hình của sổ ENVIMWQ 2.0 sẽ có dạng như trên Hình 9.102, trong đó liệt kê danh sách các cơ sở sản xuất mà ENVIMWQ 2.0 quản lý. Nếu như người sử dụng chọn các đối tượng cơ sở sản xuất rồi kích hoạt menu tiếp xúc thì trong cửa sổ này sẽ chỉ hiển thị danh sách các đối tượng cơ sở sản xuất đã chọn. Người sử dụng cần chọn những đối tượng cần thiết rồi nhấn nút Tiếp ở phía dưới bên phải màn hình. Người sử dụng có thể chọn nhanh tất cả các đối tượng hoặc không chọn tất cả các đối tượng bằng cách tắt hoặc bật ở hộp kiểm tra Chọn hết. Sau khi nhấn nút Tiếp màn hình sẽ có dạng như trên Hình 9.103.



272

Trong hộp thoại này liệt kê danh sách các chất quan trắc tại các cơ sở sản xuất này. Người sử dụng cần chọn các chất cần quan tâm bằng cách đánh dấu vào các ô tương ứng rồi nhấn nút Tiếp ở phía dưới bên phải màn hình. Người sử dụng cũng có thể chọn TCVN để so sánh với những số liệu nhận được. Người sử dụng có thể chọn nhanh tất cả các chất hoặc không chọn tất cả các đối tượng bằng cách tắt hoặc bật ở hộp kiểm tra Chọn hết. Sau khi nhấn nút Tiếp màn hình sẽ có dạng như trênHình 9.104.



Người sử dụng có thể xem đồ thị xây dựng trên cơ sở những số liệu nhận được bằng cách nhấn nút Xem đồ thị ở phía dưới cửa sổ này. Khi đó cửa sổ sẽ có dạng như trên Hình 9.106, trong đó theo mặc định thì các đồ thị này có dạng đường thẳng. Người sử dụng có thể chọn dạng đồ thị khác bằng cách kích chuột phải tại vùng đồ thị như trên Hình 9.107. Trên hình này cũng thể hiện giá trị TCVN tương ứng.


273



274


ENVIMWQ 2.0 cũng có thể tạo báo cáo tự động. Người sử dụng cần nhấn nút Tạo báo cáo trên Hình 9.106 hay Hình 9.107, sẽ hiện lên cửa sổ như trênHình 9.108. Người sử dụng có thể xem báo cáo, in ấn, … như trong các cửa sổ Preview khác.

275



9.8.6 Thống kê chất lượng nước tại điểm lấy mẫu chất lượng nước

276

Chức năng thống kê xả thải tại điểm lấy mẫu chất lượng nước của ENVIMWQ 2.0 cho phép người sử dụng nhận được tất cả các số liệu về xả thải tại các điểm lấy mẫu chất lượng nước.

Sau khi đã chọn chọn mục Thống kê chất lượng nước tại điểm lấy mẫu chất lượng nước trên menu Thống kê thì trên màn hình của sổ ENVIMWQ 2.0 sẽ có dạng như trên Hình 9.109, trong đó liệt kê danh sách các cống xả mà ENVIMWQ 2.0 quản lý. Nếu như người sử dụng chọn các đối tượng điểm lấy mẫu chất lượng nước rồi kích hoạt menu tiếp xúc thì trong cửa sổ này sẽ chỉ hiển thị danh sách các đối tượng tượng điểm lấy mẫu chất lượng nước đã chọn. Người sử dụng cần chọn những đối tượng cần thiết rồi nhấn nút Tiếp ở phía dưới bên phải màn hình. Người sử dụng có thể chọn nhanh tất cả các đối tượng hoặc không chọn tất cả các đối tượng bằng cách tắt hoặc bật ở hộp kiểm tra Chọn hết. Sau khi nhấn nút Tiếp màn hình sẽ có dạng như trên Hình 9.110.

Hình 9.109. Chọn đối tượng để thống kê chất lượng nước tại điểm lấy mẫu chất lượng

nước

277






Người sử dụng có thể xem đồ thị xây dựng trên cơ sở những số liệu nhận được bằng cách nhấn nút Xem đồ thị ở phía dưới cửa sổ này. Khi đó cửa sổ sẽ có dạng như trên Hình 9.113, trong đó theo mặc định thì các đồ thị này có dạng đường thẳng. Người sử dụng có thể chọn dạng đồ thị khác bằng cách kích chuột phải tại vùng đồ thị như trên Hình 9.114. Trên Hình 9.79 cũng thể hiện giá trị TCVN tương ứng.

278



279


ENVIMWQ 2.0 cũng có thể tạo báo cáo tự động. Người sử dụng cần nhấn nút Tạo báo cáo trên Hình 9.113, hay Hình 9.114, sẽ hiện lên cửa sổ như trên Hình 9.115. Người sử dụng có thể xem báo cáo, in ấn, … như trong các cửa sổ Preview bình thường khác.

280



9.8.7 Thống kê chất lượng nước tại điểm kiểm soát chất lượng nước

281

Chức năng thống kê xả thải tại điểm kiểm soát chất lượng nước của ENVIMWQ 2.0 cho phép người sử dụng nhận được tất cả các số liệu về xả thải tại các điểm kiểm soát chất lượng nước.

Sau khi đã chọn chọn mục Thống kê lượng xả thải tại điểm kiểm soát chất lượng nước trên menu Thống kê thì trên màn hình của sổ ENVIMWQ 2.0 sẽ có dạng như trên Hình 9.116, trong đó liệt kê danh sách các điểm kiểm soát chất lượng nước mà ENVIMWQ 2.0 quản lý. Nếu như người sử dụng chọn các đối tượng điểm kiểm soát chất lượng nước rồi kích hoạt menu tiếp xúc thì trong cửa sổ này sẽ chỉ hiển thị danh sách các đối tượng đã chọn. Người sử dụng cần chọn những đối tượng cần thiết rồi nhấn nút Tiếp ở phía dưới bên phải màn hình. Người sử dụng có thể chọn nhanh tất cả các đối tượng hoặc không chọn tất cả các đối tượng bằng cách tắt hoặc bật ở hộp kiểm tra Chọn hết. Sau khi nhấn nút Tiếp màn hình sẽ có dạng như trên Hình 9.117.



282






283



284


ENVIMWQ 2.0 cũng có thể tạo báo cáo tự động. Người sử dụng cần nhấn nút

Tạo báo cáo trên Hình 9.121 hay Hình 9.120, sẽ hiện lên cửa sổ như trên Hình 9.122. Người sử dụng có thể xem báo cáo, in ấn, … như trong các cửa sổ Preview bình thường khác.

285



9.8.8 Thống kê số liệu đo tại trạm thủy văn

Chức năng thống kê xả thải tại cống xả của ENVIMWQ 2.0 cho phép người sử dụng nhận được tất cả các số liệu tại các trạm thủy văn.

Sau khi đã chọn chọn mục Thống kê lượng xả thải tại trạm thủy văn trên menu Thống kê thì trên màn hình của sổ ENVIMWQ 2.0 sẽ có dạng như trên Hình 9.123, trong đó liệt kê danh sách các trạm thủy văn mà ENVIMWQ 2.0 quản lý. Nếu như người sử dụng chọn các đối tượng trạm thủy văn rồi kích hoạt menu tiếp xúc thì trong cửa sổ này sẽ chỉ hiển thị danh sách các đối tượng trạm thủy văn đã chọn. Người sử dụng cần chọn những đối tượng cần thiết rồi nhấn nút Tiếp ở phía dưới bên phải màn hình. Người sử dụng có thể chọn nhanh tất cả các đối tượng hoặc không

286

chọn tất cả các đối tượng bằng cách tắt hoặc bật ở hộp kiểm tra Chọn hết. Sau khi nhấn nút Tiếp màn hình sẽ có dạng như trên Hình 9.124.




287





288



289



290



291

9.9 Tính toán mô phỏng ô nhiễm nước kênh sông trong ENVIMWQ 2.0

Mô hình tính toán ô nhiễm bẩn nước mặt sông được thiết kế như là một mođun trong menu Mô hình (Hình 9.130) của ENVIMWQ 2.0.

Hình 9.130. Menu Mô hình

Để có thể chạy mô hình tính toán ô nhiễm nước sông người sử dụng cần phải chọn các cống xả cần tính toán rồi chọn mục Chạy mô hình trên menu Mô hình hoặc kích phải chọn mục Chạy mô hình

trên menu tiếp xúc, hoặc nhấn nút trên thanh công cụ Mô hình. Sau khi đã chọn chạy mô hình thì trên màn hình của sổ ENVIMWQ 2.0 sẽ có dạng như trên Hình 9.131, trong đó liệt kê danh sách các cống xả đã chọn và một số thông số cần thiết để chạy mô hình. Nếu như người sử dụng chọn các đối tượng cống xả rồi kích hoạt menu tiếp xúc thì trong cửa sổ này sẽ chỉ hiển thị danh sách các đối tượng cống xả đã chọn.

Trong hộp thoại này người sử dụng cần nhập các thông số cần thiết: thời điểm tính toán mô phỏng, chất thải cần tính toán, hệ số chuyển hóa chất thải, trạm thủy văn với các thông số đặc trưng cho vùng đã chọn, chiểu rộng trung bình, độ sâu trung bình, lưu lượng và chiều dòng chảy của đoạn sông đã chọn. Đối với mỗi cống xả cần phải nhập lưu lượng của cống và nồng độ chất ô nhiễm của cống xả (nếu các đại lượng này không có sẵn trong cơ sở dữ liệu và tải lên tự động) Chiều dòng chảy được tính từ hướng tây đông ngược chiều kim đồng hồ. Sau khi nhập đầy đủ dữ liệu và nhấn nút Tiếp màn hình sẽ có dạng như trên Hình 9.132.

292

Hình 9.131. Danh sách các cống xả đã chọn và một số thông số cần thiết để chạy mô hình

Trong hộp thoại này liệt kê các thông số của lưới tính tự dộng phát sinh của ENVIMWQ: tên, tọa

độ điểm đầu, kích thước, bước lưới cũng danh sách các điểm xả thải tại các cống xả này. Người sử dụng cần chọn các chất cần quan tâm bằng cách đánh dấu vào các ô tương ứng rồi nhấn nút Tiếp ở phía dưới bên phải màn hình. Sau khi nhấn nút Tiếp màn hình sẽ có dạng như trên Hình 9.133.

Trong cửa sổ này người sử dụng có thể xem lại các thông số đã nhập, nếu cần sửa đổi thì nhấn nút Lùi để sửa đổi các thông số như vừa nêu, nếu các thông số đã chọn là đúng thì nhấn nút Hoàn tất để bắt đầu mô phỏng ô nhiễm nươc mặt sông. sẽ chọn khoảng thời gian để thống kê dữ liệu. Trên màn hình sẽ xuất hiện thanh quá trình như dưới đây, hiển thị diễn tiến quá trình mô phỏng.

Khi quá trình này kết thúc thì trên màn hình sẽ xuất hiện kết quả mô phỏng ô nhiễm nước sông

thể hiện dưới dạng các đường đồng mức như trên Hình 9.134

293

Hình 9.132. Các thông số của lưới tính

Hình 9.133. Xem lại các thông số đã nhập trước khi mô phỏng

Người sử dụng có thể xem và soạn thảo các kết quả của mô hình bằng cách trước hết nhấn vào

nút Chọn mô hình ở thanh công cụ Mô hình rồi kích vào vùng có đường đồng mức.

294

Khi đó người sử dụng có thể xem và thay đổi các thông số đầu vào bằng cách chọn mục Thông số mô hình trên menu Mô hình hoặc kích phải và chọn mục Thông số mô hình trên menu tiếp xúc. Trên màn hình sẽ xuất hiện hộp thoại như trên Hình 9.131 và người sử dụng có thể thay đổi các thông số như đã mô tả ở trên.

Người sử dụng cũng có thể xem các kết quả dạng văn bản của mô hình bằng cách chọn mục Kết quả chạy mô hình trên menu Mô hình hoặc kích phải và chọn mục Kết quả chạy mô hình trên menu tiếp xúc. Trên màn hình sẽ xuất hiện hộp thoại như trên Hình 9.135

.

Hình 9.134. Kết quả mô phỏng ô nhiễm dưới dạng các đường đồng mức

Hình 9.135 bao gồm 4 tab chứa 4 loai thông tin khác nhau. Trong tab thứ nhất là các số liệu đầu vào để chạy mô hình (Hình 9.135). Trong tab thứ hai là các giá trị nồng độ tính toán tại các nút lưới (Hình 9.136).

295

Hình 9.135. Các số liệu đầu vào để chạy mô hình

Hình 9.136. Các giá trị nồng độ tính toán tại các nút lưới

296

Hình 9.137. Các giá trị nồng độ cực đại do riêng từng nguồn xả gây ra

Trong tab thứ ba là các giá trị nồng độ cực đại do riêng từng cống xả gây ra (Hình 9.137).Trong tab thứ tư là đồ thị phân bố nồng độ chất ô nhiễm dọc sông đối với mỗi cống xả nếu như chỉ có cống xả đó hoạt động (Hình 9.138).

Hình 9.138. Đồ thị phân bố nồng độ chất ô nhiễm dọc sông đối với mỗi cống xả

Sau khi đã chọn vùng lưới của mô hình người sử dụng có thể thay đổi các thông số của các

đường đồng mức bằng cách chọn mục Thuộc tính lưới trên menu Mô hình hoặc nhấn nút trên thanh công cụ Mô hình. Khi đó trên màn hình sẽ có dạng như trên Hình 9.139.

297

Trên Hình 9.139 trong tab thứ nhất là các thông số thuộc tính của lưới tính. Người sử dụng có thể thay đổi các thông số này: kích thước lưới, số hàng, cột, góc quay, độ dài tối thiểu của một đường đồng mức, những thông số cần hiển thị, màu sắc, độ mờ, kiểu đường, độ dày nét vẽ, màu nền và màu chữ cho hợp lý hơn.

Hình 9.139. Các thông số thuộc tính của lưới tính

Trong tab thứ hai của hộp thoại này là các thông số thuộc tính của các đường đồng mức. Người sử dụng có thể thay đổi các thông số này để nhận được bức tranh phân bố các đường đồng mức theo ý muốn. Người sử dụng có thể chọn giá trị màu tô, màu đường, các thông số cần hiển thị, chọn TCVN tương ứng để so sánh…

298

Hình 9.140. Các thông số thuộc tính của các đường đồng mức

299

9.10 Tính toán mô phỏng ô nhiễm không khí trong ENVIMAP 2.0

Mô hình tính toán ô nhiễm bẩn nước mặt sông được thiết kế như là một mođun trong menu Mô hình (Hình 9.141) của ENVIMAP 2.0.


Để có thể chạy mô hình tính toán ô nhiễm không khí người sử dụng cần phải chọn các ống khói cần tính toán rồi chọn mục Chạy mô hình trên menu Mô hình hoặc kích phải

chọn mục Chạy mô hình trên menu tiếp xúc, hoặc nhấn nút trên thanh công cụ Mô hình. Sau khi đã chọn chạy mô hình thì trên màn hình của sổ ENVIMAP 2.0 sẽ có dạng như trên Hình 9.142, trong đó liệt kê danh sách các ống khói đã chọn và một số thông số cần thiết để chạy mô hình. Nếu như người sử dụng chọn các đối tượng ống khói rồi kích hoạt menu tiếp xúc thì trong cửa sổ này sẽ chỉ hiển thị danh sách các đối tượng ống khói đã chọn.

Trong hộp thoại này người sử dụng cần nhập các thông số cần thiết: thời điểm tính toán mô phỏng, chất ô nhiễm cần tính toán, hệ số khuếch tán rối đứng K1 và rối ngang K0, trạm khí tượng với các thông số đặc trưng cho vùng đã chọn, nhiệt độ không khí tại mặt đất, vận tốc gió ở độ cao 10 m, hướng vectơ gió tính từ hướng tây đông ngược chiều kim đồng hồ, nhiệt độ tại mức 850 HPa. Đối với mỗi ống khói cần phải nhập chiều cao, đường kính, vận tốc phụt ra và nhiệt độ khí thải của ống khói (nếu các đại lượng này không có sẵn trong cơ sở dữ liệu và tải lên tự động) Sau khi nhập đầy đủ dữ liệu và nhấn nút Tiếp màn hình sẽ có dạng như trên Hình 9.143.

300

Hình 9.142. Danh sách các ống khói đã chọn và một số thông số cần thiết để

chạy mô hình


301

Trong hộp thoại này liệt kê các thông số của lưới tính tự dộng phát sinh của ENVIMAP: tên, tọa độ điểm đầu, kích thước, bước lưới. Người sử dụng cần chọn các chất cần quan tâm bằng cách đánh dấu vào các ô tương ứng rồi nhấn nút Tiếp ở phía dưới bên phải màn hình. Sau khi nhấn nút Tiếp màn hình sẽ có dạng như trên Hình 9.144.

Trong cửa sổ này người sử dụng có thể xem lại các thông số đã nhập, nếu cần sửa đổi thì nhấn nút Lùi để sửa đổi các thông số như vừa nêu, nếu các thông số đã chọn là đúng thì nhấn nút Hoàn tất để bắt đầu mô phỏng ô nhiễm nươc mặt sông. sẽ chọn khoảng thời gian để thống kê dữ liệu. Trên màn hình sẽ xuất hiện thanh quá trình như dưới đây, hiển thị diễn tiến quá trình mô phỏng. Khi quá trình này kết thúc thì trên màn hình sẽ xuất hiện kết quả mô phỏng ô nhiễm không khí thể hiện dưới dạng các đường đồng mức như trên Hình 9.145


Người sử dụng có thể xem và soạn thảo các kết quả của mô hình bằng cách trước hết

nhấn vào nút Chọn mô hình ở thanh công cụ Mô hình rồi kích vào vùng có đường đồng mức.


Người sử dụng cũng có thể xem các kết quả dạng văn bản của mô hình bằng cách chọn mục Kết quả chạy mô hình trên menu Mô hình hoặc kích phải và chọn mục Kết quả

302

chạy mô hình trên menu tiếp xúc. Trên màn hình sẽ xuất hiện hộp thoại như Hình 9.146Hình 9.135

.


Hình 9.146 bao gồm 4 tab chứa 4 loai thông tin khác nhau. Trong tab thứ nhất là các số liệu đầu vào để chạy mô hình (Hình 9.146). Trong tab thứ hai là các giá trị nồng độ tính toán tại các nút lưới (Hình 9.147).


303

Hình 9.147. Các giá trị nồng độ tính toán tại các nút lưới

Hình 9.148. Các giá trị nồng độ cực đại do riêng từng nguồn xả gây ra

Trong tab thứ ba là các giá trị nồng độ cực đại do riêng từng ống khói gây ra (Hình 9.148).Trong tab thứ tư là đồ thị phân bố nồng độ chất ô nhiễm dọc hướng gió đối với mỗi ống khói nếu như chỉ có ống khói đó hoạt động (Hình 9.149).

304

Hình 9.149. Đồ thị phân bố nồng độ chất ô nhiễm dọc hướng gió đối với mỗi ống

khói

Sau khi đã chọn vùng lưới của mô hình người sử dụng có thể thay đổi các thông số của các đường đồng mức bằng cách chọn mục Thuộc tính lưới trên menu Mô hình hoặc

nhấn nút trên thanh công cụ Mô hình. Khi đó trên màn hình sẽ có dạng như trên Hình 9.150.


Trong tab thứ hai của hộp thoại này (Hình 9.151) là các thông số thuộc tính của các đường đồng mức. Người sử dụng có thể thay đổi các thông số này để nhận được bức tranh phân bố các đường đồng mức theo ý muốn. Người sử dụng có thể chọn giá trị màu tô, màu đường, các thông số cần hiển thị, chọn TCVN tương ứng để so sánh…

305



306

9.11 Tính toán mô phỏng ô nhiễm không khí do nguồn phát thải vùng ECOMAP 2.0

Mô hình tính toán ô nhiễm không khí do phát thải nguồn vùng được thiết kế như là một mođun trong menu Mô hình (Hình 9.152) của ECOMAP 2.0.


Để có thể chạy mô hình tính toán ô nhiễm không khí do phát thải nguồn vùng người sử dụng cần phải chọn các cơ sở sản xuất cần tính toán rồi chọn mục Chạy mô hình trên menu Mô hình hoặc kích phải chọn mục Chạy mô hình trên menu tiếp xúc, hoặc nhấn nút

trên thanh công cụ Mô hình. Sau khi đã chọn chạy mô hình thì trên màn hình của sổ ECOMAP 2.0 sẽ có dạng như trên Hình 9.153, trong đó liệt kê danh sách các cơ sở sản xuất đã chọn và một số thông số cần thiết để chạy mô hình. Nếu như người sử dụng chọn các đối tượng cơ sở sản xuất rồi kích hoạt menu tiếp xúc thì trong cửa sổ này sẽ chỉ hiển thị danh sách các đối tượng cơ sở sản xuất đã chọn.

Trong hộp thoại này người sử dụng cần nhập các thông số cần thiết: thời gian tính toán mô phỏng (tháng nào), chất ô nhiễm cần tính toán, giá trị vận tốc gió trung bình mỗi hướng gió chính trong tháng tính theo m/s, tần suất gió không thứ nguyên nằm từ 0 đến 1 của 8 hướng gió chính trong tháng. Tổng các tần suất gió trong tháng phải nhỏ hơn hoặc bằng 1.

307

Hình 9.153. Danh sách các cơ sở sản xuất đã chọn và một số thông số cần thiết để chạy mô

hình

Đối với mỗi cơ sở sản xuất cần phải nhập tải lượng phát thải của cơ sở sản xuất đó (nếu các đại lượng này không có sẵn trong cơ sở dữ liệu và tải lên tự động) Sau khi nhập đầy đủ dữ liệu và nhấn nút Tiếp màn hình sẽ có dạng như trên Hình 9.154.

308


Trong hộp thoại này liệt kê các thông số của lưới tính tự dộng phát sinh của ECOMAP: tên, tọa độ điểm đầu, kích thước, bước lưới, tải lượng phát thải của mỗi ô lưới. Người sử dụng có thể thay đổi các thuộc tính này theo yêu cầu rồi nhấn nút Tiếp ở phía dưới bên phải màn hình. Sau khi nhấn nút Tiếp màn hình sẽ có dạng như trên Hình 9.155.

Trong cửa sổ này người sử dụng có thể xem lại các thông số đã nhập, nếu cần sửa đổi thì nhấn nút Lùi để sửa đổi các thông số như vừa nêu, nếu các thông số đã chọn là đúng thì nhấn nút Hoàn tất để bắt đầu mô phỏng ô nhiễm nươc mặt sông. sẽ chọn khoảng thời gian để thống kê dữ liệu. Trên màn hình sẽ xuất hiện thanh quá trình như dưới đây, hiển thị diễn tiến quá trình mô phỏng.

Khi quá trình này kết thúc thì trên màn hình sẽ xuất hiện kết quả mô phỏng ô nhiễm không khí thể hiện dưới dạng các đường đồng mức như trên Hình 9.156

309


Người sử dụng có thể xem và soạn thảo các kết quả của mô hình bằng cách trước hết

nhấn vào nút Chọn mô hình ở thanh công cụ Mô hình rồi kích vào vùng có đường đồng mức.


310

.


Người sử dụng cũng có thể xem các kết quả dạng văn bản của mô hình bằng cách chọn mục Kết quả chạy mô hình trên menu Mô hình hoặc kích phải và chọn mục Kết quả chạy mô hình trên menu tiếp xúc. Trên màn hình sẽ xuất hiện hộp thoại như trên Hình 9.157

Hình 9.157 bao gồm 3 tab chứa 3 loai thông tin khác nhau. Trong tab thứ nhất là các số liệu đầu vào để chạy mô hình (Hình 9.157). Trong tab thứ hai là các giá trị tải lượng tính toán tại các ô lưới (Hình 9.158).

311


Hình 9.158. Các giá trị tải lượng phát thải tính toán tại các ô lưới

312

Hình 9.159. Các giá trị nồng độ tính toán tại các ô lưới

Trong tab thứ ba là các giá trị nồng độ tính toán cho từng ô lưới theo mô hình Hanna-Gifford (Hình 9.159).

Trong các tab này, khi người sử dụng nhấn nút Báo cáo sẽ hiện lên cửa sổ như trên Hình 9.160. Người sử dụng có thể xem báo cáo, in ấn, … như trong các cửa sổ Preview bình thường khác.


Sau khi đã chọn vùng lưới của mô hình người sử dụng có thể thay đổi các thông số của các đường đồng mức bằng cách chọn mục Thuộc tính lưới trên menu Mô hình hoặc

nhấn nút trên thanh công cụ Mô hình. Khi đó trên màn hình sẽ có dạng như trên Hình 9.161.


313


Trong tab thứ hai của hộp thoại này (Hình 9.162) là các thông số thuộc tính của các đường đồng mức. Người sử dụng có thể thay đổi các thông số này để nhận được bức tranh phân bố các đường đồng mức theo ý muốn. Người sử dụng có thể chọn giá trị màu tô, màu đường, các thông số cần hiển thị, chọn TCVN tương ứng để so sánh…

314



315


1. Trình bày mục tiêu, cấu trúc và một số chức năng chính của của phần mềm ENVIMAP 2.0.

2. Trình bày mục tiêu, cấu trúc và một số chức năng chính của của phần mềm ENVIMWQ 2.0.

3. Trình bày mục tiêu, cấu trúc và một số chức năng chính của của phần mềm ECOMAP 2.0.

4. Đề tài tiểu luận: Quản lý các điểm xả nước thải vào kênh sông và tính toán mô phỏng chất lượng nước bằng phần mềm ENVIMWQ cho một đối tượng thực tế (lấy trên ví dụ sông Hương, Thừa Thiên Huế). Yêu cầu cần thực hiện trên phần mềm ENVIMWQ là:

- Tạo ra các đối tượng cần quản lý trên nền ENVIMWQ 2.0: Các điểm quan trắc chất lượng nước trên sông Hương Các điểm giám sát chất lượng nước trên sông Hương

- Nhập số liệu vào các điểm quan trắc chất lượng nước - Nhập các thông số liên quan tới tham số của điểm xả thải : chất ô nhiễm, tải lượng ô

nhiễm, … - Xây dựng một kịch bản tính toán theo mô hình Paal mô phỏng lan truyền chất trong

môi trường nước - Tính toán xử lý kết quả: làm báo cáo khác nhau.

5. Đề tài tiểu luận: Quản lý các ống khói và tính toán mô phỏng ảnh hưởng của các nguồn thải này bằng phần mềm ENVIMAP cho một đối tượng thực tế (lấy trên ví dụ thành phố Đà Nẵng). Yêu cầu cần thực hiện trên phần mềm ENVIMAP là:

- Tạo ra các đối tượng cần quản lý trên nền ENVIMAP: Các điểm quan trắc chất lượng không khí Các điểm giám sát chất lượng không khí

- Nhập số liệu vào các điểm quan trắc và các điểm giám sát chất lượng không khí - Nhập các thông số liên quan tới tham số của ống khói như : chất ô nhiễm, nhiệt độ

khí thoát ra, vận tốc khí phụt,… - Xây dựng một kịch bản tính toán theo mô hình mô phỏng lan truyền chất trong môi

trường không khí: khí, bụi nặng - Xét các trường hợp có gió và lặng gió - Tính toán xử lý kết quả: làm báo cáo khác nhau.

6. Đề tài tiểu luận: Quản lý các phát thải tại các khu công nghiệp và tính toán mô phỏng chất lượng không khí bằng phần mềm ECOMAP cho một đối tượng thực tế (lấy trên ví dụ tỉnh Quảng Ngãi). Yêu cầu cần thực hiện trên phần mềm ECOMAP là:

- Tạo ra các đối tượng cần quản lý (đây chính là các CSDL môi trường cần phải xây dựng trong từng đề tài, dự án) trên nền ECOMAP:

Các khu công nghiệp (KCN) Các cơ sở sản xuất (CSSX)

316

- Nhập số liệu vào phát thải vào từng CSSX theo từng tháng. - Xử lý số liệu sơ cấp thành số liệu thứ cấp (số liệu khí tượng) - Xây dựng một kịch bản tính toán theo mô hình Hanna - Gifford mô phỏng lan truyền

chất ô nhiễm trong môi trường không khí từ các nguồn vùng - Tính toán xử lý kết quả: làm báo cáo khác nhau.


1. Bùi Tá Long, Nguyễn Minh Nam, Đoàn Văn Phúc, 1999. Ứng dụng công nghệ GIS trong mô phỏng môi trường.// Tạp chí Khí tượng – Thủy văn. Hà Nội, số 12, tr. 34 – 41.











317

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1. Các loại thông tin (dữ liệu) môi trường.................................................................11 Bảng 2.2. Danh mục thứ tự ưu tiên trong thu thập cơ sở dữ liệu và nghiên cứu về môi trường (theo “Kế hoạch quốc gia về môi trường và phát triển lâu bền 1991 – 2000 của Việt Nam)12 Bảng 5.1. Các module cơ bản trong khối xử lý truy vấn dữ liệu trong ENVIMNT............100 Bảng 5.2. Các module con cần thiết cho phần mềm tích hợp..............................................103 Bảng 6.1. Phân loại độ bền vững khí quyển theo Pasquill ..................................................117 Bảng 6.2. Công thức tính σz (x), σy(x) cho vùng thoáng mở (nông thôn).........................117 Bảng 6.3. Công thức tính σz (x), σy(x) cho điều kiện thành phố .......................................117 Bảng 6.4.Công thức tính tham số p như một hàm số theo độ ổn định tầng kết và theo điều kiện nông thôn hay thành phố..............................................................................................118 Bảng 6.5. Ký hiệu các ô vuông theo 8 hướng gió khác nhau ..............................................120 Bảng 6.6. Bảng các hệ số thực nghiệm Smith (1968) .........................................................122 Bảng 6.7. Các ký hiệu các tham số trong mô hình Paal ......................................................127 Bảng 6.8. Độ nhạy cảm của thông với sự có mặt của SO2 trong khí quyển ........................133 Bảng 6.9. Độ nhạy cảm một số dạng địa y đối với SO2 ......................................................133 Bảng 7.1. Bảng các điểm xả trong phạm vi từng CSSX......................................................147 Bảng 7.2. Thống tin liên quan tới cống xả...........................................................................147 Bảng 7.3. Thông tin về trạm cấp nước.................................................................................148 Bảng 7.4. Cấu trúc dữ liệu điểm lấy mẫu chất lượng nước .................................................148 Bảng 7.5. Cấu trúc dữ liệu Trạm thủy văn...........................................................................149 Bảng 7.6. Cấu trúc dữ liệu các điểm kiểm soát chất lượng nước ........................................150 Bảng 7.7. Thông tin về chất lượng nước cấp.......................................................................150 Bảng 7.8. Thông tin về lượng nước cấp tại các trạm lấy nước cấp .....................................151 Bảng 7.9. Cấu trúc dữ liệu của mẫu chất lượng mẫu nước..................................................151 Bảng 7.10. Cấu trúc dữ liệu các thông tin liên quan tới các mẫu đo đạc...........................152 Bảng 7.11. Cấu trúc dữ liệu thông tin về thủy văn ..............................................................153 Bảng 7.12. Cấu trúc dữ liệu đặc trưng nước thải tại các điểm xả nước thải........................153 Bảng 7.13. Thống tin liên quan tới ống khói .......................................................................161 Bảng 7.14. Cấu trúc dữ liệu điểm lấy mẫu chất lượng không khí .......................................162 Bảng 7.15. Cấu trúc dữ liệu Trạm khí tượng.......................................................................163 Bảng 7.16. Cấu trúc dữ liệu các điểm kiểm soát chất lượng không khí ..............................163 Bảng 7.17. Cấu trúc dữ liệu của mẫu chất lượng không khí ...............................................164 Bảng 7.18. Cấu trúc dữ liệu thông tin về khí tượng ............................................................164 Bảng 7.19. Cấu trúc dữ liệu đặc trưng khí thải tại các nguồn thải điểm ............................165 Bảng 7.20. Cấu trúc dữ liệu điểm lấy mẫu chất lượng không khí .......................................173 Bảng 7.21. Cấu trúc dữ liệu Trạm khí tượng.......................................................................174 Bảng 7.22. Cấu trúc dữ liệu các điểm kiểm soát chất lượng không khí ..............................174 Bảng 7.23. Cấu trúc dữ liệu của mẫu chất lượng không khí ...............................................175 Bảng 7.24. Cấu trúc dữ liệu thông tin về khí tượng ............................................................175 Bảng 7.25. Cấu trúc dữ liệu phát thải tại các CSSX............................................................176

318

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Cấu trúc của công nghệ thông tin ...........................................................................3 Hình 1.2. Phân loại công nghệ thông tin theo dạng thông tin .................................................5 Hình 2.1. Tháp thông tin..........................................................................................................7 Hình 2.2. Luồng thông tin trong quá trình ra quyết định và lập chính sách liên quan tới môi trường /[1]/.............................................................................................................................10 Hình 2.3. Hai phương pháp sản sinh ra thông tin môi trường ...............................................11 Hình 2.4. Các bước chính của hệ thống quan trắc môi trường ..............................................15 Hình 2.5. Sơ đồ khối hệ thống quan trắc ...............................................................................16 Hình 2.6. Sự phân loại của thông tin môi trường ..................................................................19 Hình 2.7. Báo cáo môi trường đối với từng CSSX................................................................31 Hình 2.8. Các dạng báo cáo môi trường ................................................................................32 Hình 3.1.Các giai đoạn chính của dự án thông tin. Đường kẻ chấm chỉ rõ một số giai đoạn của dự án có thể quay lại trong quá trình làm việc. ...............................................................37 Hình 3.2. Các phương pháp nhận nguồn thông tin................................................................39 Hình 3.3. Sơ đồ đánh giá nguồn thông tin .............................................................................41 Hình 3.4. Cơ sở hình thành hướng nghiên cứu Tin học môi trường.....................................50 Hình 3.5. Cấu trúc của môn học Tin học môi trường............................................................51 Hình 3.6. Tam giác thủy tin học /theo Viện thủy lực Delft (Hà Lan)...................................52 Hình 3.7. Phân bố các báo cáo khoa học tại Hội nghị Hydroinformatics 2000, Iowa, bang Minneapolis, USA .................................................................................................................53 Hình 4.1. Sơ đố tổng quát của hệ thống................................................................................56 Hình 4.2. Cấu trúc hệ thống thông tin môi trường.................................................................63 Hình 4.3. Sơ đồ tiến trình phát triển CSDL không gian ........................................................66 Hình 4.4. Sơ đồ dòng thông tin trong bước quản lý CSDL không gian ................................71 Hình 4.5. Các thông tin môi trường trong khối tra cứu .........................................................75 Hình 4.6. Cơ sở thông tin môi trường trong khối ngân hàng dữ liệu ....................................75 Hình 4.7. Cơ sở thông tin môi trường trong khối Cơ sở pháp lý...........................................76 Hình 4.8. Cơ sở thông tin môi trường trong khối Tra cứu thông tin .....................................78 Hình 4.9. Cơ sở thông tin môi trường trong khối quan trắc môi trường ...............................79 Hình 5.1. Sơ đồ các phương pháp và thiết bị tổng hợp quan trắc môi trường.......................88 Hình 5.2.Hệ thống tự động thu thập, truyền, xử lý, bảo quản và đưa thông tin tới người dùng...............................................................................................................................................89 Hình 5.3. Sơ đồ mạng lưới quan trắc và phân tích môi trường tại Việt Nam.......................90 Hình 5.4.Sơ đồ cấu trúc của hệ thống thông tin môi trường cấp tỉnh thành /[2]/ ..................92 Hình 5.5. Quá trình tự động hóa trong hệ thống thông tin môi trường .................................93 Hình 5.6. Các bài toán dự báo môi trường chủ yếu của thế kỷ 21 ........................................94 Hình 5.7. Sơ đồ cấu hình kỹ thuật của Hệ thống thông tin môi trường cấp tỉnh...................96 Hình 5.8. Sơ đồ cấu trúc tổng quan ENVIMNT....................................................................98 Hình 5.9. Sơ đố cấu trúc module nhập xuất dữ liệu ..............................................................99 Hình 5.10. Sơ đồ module truy vấn dữ liệu...........................................................................100 Hình 5.11. Sơ đồ cấu trúc khối module tạo lập báo cáo ......................................................101 Hình 5.12. Giao diện của phần mềm ENVIMNT................................................................104 Hình 6.1. Sơ đồ khuếch tán luồng khí thải dọc theo chiều gió............................................111 Hình 6.2 Sơ đồ mô hình vết khói Gauss ..............................................................................115 Hình 6.4. Các ký hiệu và ý nghĩa của chúng trong mô hình Gauss.....................................116 Hình 6.5. Hệ trục tọa độ và vị trí nguồn thải trong mô hình Paal........................................128

319

Hình 6.6.Sự thay đổi nồng độ chất ô nhiễm trong cống nước thải theo thời gian...............130 Hình 6.7. Mối quan hệ giữa con người với các hệ sinh thái................................................131 Hình 6.8. Sự lan truyền của thủy ngân trong thiên nhiên ....................................................132 Hình 6.9. Bài toán dự báo môi trường với lợi ích kinh tế....................................................135 Hình 6.10. Sơ đồ hệ sinh thái nước ......................................................................................136 Hình 6.11 Sơ đồ thú mồi ....................................................................................................137 Hình 6.12. Sơ đồ hệ sinh thái nước với các tốc độ dòng chuyển hóa vật chất ......................139 Hình 7.1. Sơ đồ cấu trúc của phần mềm ENVIMWQ .........................................................145 Hình 7.2. Sơ đố cấu trúc CSDL môi trường trong ENVIMWQ..........................................145 Hình 7.3. Mô hình Paal được tích hợp trong ENVIMWQ ..................................................146 Hình 7.4. Quy trình tạo các đối tượng quản lý trong ENVIMWQ ......................................146 Hình 7.5. Qui trình nhập số liệu đo đạc – làm báo cáo trong ENVIMWQ .........................155 Hình 7.6. Sơ đồ qui trình làm thống kê trong ENVIMWQ .................................................156 Hình 7.7. Các bước chuẩn bị chạy mô hình mô phỏng trong ENVIMWQ .........................158 Hình 7.8. Sơ đồ cấu trúc của phần mềm ENVIMAP...........................................................159 Hình 7.9. Sơ đố cấu trúc CSDL môi trường trong ENVIMAP ...........................................160 Hình 7.10. Mô hình Berliand được tích hợp trong ENVIMAP ...........................................160 Hình 7.11. Quy trình tạo các đối tượng quản lý trong ENVIMAP......................................161 Hình 7.12. Qui trình nhập số liệu đo đạc – làm báo cáo trong ENVIMAP.........................166 Hình 7.13. Sơ đồ qui trình làm thống kê trong ENVIMAP.................................................167 Hình 7.14. Các bước chuẩn bị chạy mô hình mô phỏng trong ENVIMAP.........................169 Hình 7.15. Sơ đồ cấu trúc của phần mềm ECOMAP ..........................................................171 Hình 7.16. Sơ đố cấu trúc CSDL môi trường trong ECOMAP...........................................172 Hình 7.17. Mô hình Hanna – Gifford được tích hợp trong ECOMAP................................172 Hình 7.18. Quy trình tạo các đối tượng quản lý trong ECOMAP .......................................173 Hình 7.19. Các bước chuẩn bị chạy mô hình mô phỏng trong ECOMAP ..........................179 Hình 8.1. Hộp thoại nhập dữ liệu tính phân bố nồng độ chất bẩn tại mặt đất theo chiều gió.............................................................................................................................................182 Hình 8.2. Ví dụ nhập dữ liệu ...............................................................................................183 Hình 8.3. Kết quả tính toán dưới dạng đồ thị ......................................................................183 Hình 8.4. Kết quả tính toán dưới dạng văn bản...................................................................184 Hình 8.5. Giao diện nhập liệu của CMAXU .......................................................................184 Hình 8.6. Kết quả tính toán dưới dạng đồ thị của CMAXU................................................185 Hình 8.7. Kết quả tính toán dưới dạng text của CMAXU ...................................................185 Hình 8.8. Cửa sổ giao diện của CXYHU.............................................................................186 Hình 8.9. Kết quả tính toán dưới dạng đồ thị của CXYHU.................................................186 Hình 8.10.Kết quả tính toán dưới dạng text của CXYHU...................................................187 Hình 8.11. Cửa sổ giao diện của COXRN...........................................................................188 Hình 8.12. Kết quả tính toán dạng đồ thị của COXRN .......................................................188 Hình 8.13. Kết quả tính toán dạng text của COXRN ..........................................................189 Hình 8.14. Khởi động CAP 2.5 trên màn hình Windows....................................................190 Hình 8.15. Menu Mô hình của CAP 2.5 ..............................................................................191 Hình 8.16. Nhập dữ liệu cho ống khói.................................................................................192 Hình 8.17. Nhập các dữ liệu điều kiện khí tượng................................................................193 Hình 8.18. Các hệ số khuếch tán tính theo mặc định và thay đổi chúng.............................194 Hình 8.19. Tạo lưới tính mới ...............................................................................................194 Hình 8.20. Lưới tính trong CAP 2.5 ....................................................................................195 Hình 8.21. Biểu diễn ô nhiễm không khí trong CAP 2.5.....................................................196 Hình 8.22 Danh sách các đường bình độ .............................................................................196 Hình 8.23. Hiển thị kết quả tính toán dưới dạng các đường đồng mức...............................197

320

Hình 8.24. Kết quả tính toán trong trường hợp lặng gió .....................................................197 Hình 8.25. Nồng độ chất ô nhiễm hiển thị ở thanh công cụ ................................................197 Hình 8.26. Phân bố nồng độ chất ô nhiễm theo hướng gió .................................................198 Hình 8.27. Sự phân bố nồng độ chất ô nhiễm theo hướng gió trong trường hợp lặng gió ..198 Hình 8.28. Xem kết quả mô phỏng theo chiều gió dưới dạng text ......................................199 Hình 8.29. Hộp thoại để tính toán nồng độ chất ô nhiễm tại một điểm bất kỳ...................199 Hình 8.30. Tính toán nồng độ chất ô nhiễm tại điểm bất kyø .............................................199 Hình 8.31. Nồng độ cực đại của chất ô nhiễm tại các vận tốc gió khác nhau .....................200 Hình 8.32. Khoảng cách đạt nồng độ cực đại của chất ô nhiễm tại các vận tốc gió khác nhau.............................................................................................................................................201 Hình 8.33. Hộp thoại in ấn...................................................................................................202 Hình 9.1. Khởi động ENVIMWQ 2.0 trên màn hình Windows. .........................................209 Hình 9.2. Màn hình đăng nhập của ENVIMWQ 2.0 ...........................................................209 Hình 9.3. Màn hình đăng ký người sử dụng của ENVIMWQ 2.0.......................................210 Hình 9.4. Màn hình khởi động của ENVIMWQ 2.0 ...........................................................210 Hình 9.5. Menu File.............................................................................................................211 Hình 9.6 Menu Thống kê.....................................................................................................211 Hình 9.7. Menu Soạn thảo ...................................................................................................211 Hình 9.8. Menu Cửa sổ ........................................................................................................211 Hình 9.9. Menu Thông tin ...................................................................................................211 Hình 9.10 Menu Bản đồ.......................................................................................................211 Hình 9.11. Menu Giao diện .................................................................................................211 Hình 9.12. Menu tiếp xúc ....................................................................................................213 Hình 9.13. Các thành phần của thanh trạng thái..................................................................213 Hình 9.14. Chọn lớp bản đồ để soạn thảo............................................................................213 Hình 9.15. Hộp thoại thông thường.....................................................................................214 Hình 9.16. Xuất các thông tin này ra file.............................................................................215 Hình 9.17. Yêu cầu xác nhận lưu dữ liệu ............................................................................215 Hình 9.18. Hộp thoại dạng bảng..........................................................................................216 Hình 9.19. ............................................................................................................................217 Hình 9.20. Hộp thoại Customization ...................................................................................217 Hình 9.21. Nhóm các dòng dữ liệu theo giá trị của một cột ................................................217 Hình 9.22. Các dữ liệu được nhóm theo giá trị của một cột................................................218 Hình 9.23. Chọn hiển thị dữ liệu theo điều kiện..................................................................219 Hình 9.24. Các điều kiện để chọn hiển thị dữ liệu...............................................................219 Hình 9.25. Xem thông tin của đối tượng trong bảng...........................................................219 Hình 9.26. Đồ thị của các số liệu thống kê theo không gian ...............................................220 Hình 9.27. Chọn kiểu đồ thị dạng cột ..................................................................................220 Hình 9.28. Hộp thoại lưu đồ thị nhận được .........................................................................221 Hình 9.29. Menu Giao diện .................................................................................................221 Hình 9.30. Menu Điều khiển lớp bản đồ .............................................................................223 Hình 9.31. Quản lý các lớp bản đồ ......................................................................................223 Hình 9.32. Đo khoảng cách .................................................................................................225 Hình 9.33. Thông tin của đối tượng bản đồ .........................................................................225 Hình 9.34. Hiển thị thông tin hình học của đối tượng .........................................................226 Hình 9.35. Chọn loại thông tin cần lấy làm nhãn ................................................................226 Hình 9.36. Menu tiếp xúc của đối tượng .............................................................................227 Hình 9.37. Hộp thoại Thuộc tính chữ ..................................................................................228 Hình 9.38. Thông tin đối tượng đa giác...............................................................................229 Hình 9.39. Thông tin gắn với đối tượng ..............................................................................229

321

Hình 9.40. Thông báo về chưa có thông tin gắn với đối tượng ...........................................230 Hình 9.41. Tạo mới thông tin gắn với đối tượng.................................................................230 Hình 9.42. Danh sách các thông tin có thể gắn với đối tượng.............................................231 Hình 9.43. Thông báo xóa đối tượng...................................................................................232 Hình 9.44. Hộp thoại Lấy mẫu ............................................................................................232 Hình 9.45. Các số liệu lấy mẫu của trạm lấy mẫu chất lượng nước ....................................233 Hình 9.46. Thông tin về lần lấy mẫu của trạm lấy mẫu chất lượng nước ...........................233 Hình 9.47. Các số liệu lấy mẫu của trạm lấy mẫu chất lượng nước ....................................234 Hình 9.48. Menu Thông tin .................................................................................................235 Hình 9.49. Danh sách các khu công nghiệp.........................................................................235 Hình 9.50. Danh sách các cơ sở sản xuất ............................................................................236 Hình 9.51. Danh sách các cơ sở sản xuất ............................................................................236 Hình 9.52. Danh sách các cống xả nước thải.......................................................................237 Hình 9.53. Menu con trạm lấy mẫu chất lượng nước ..........................................................237 Hình 9.54. Danh sách các điểm kiểm soát chất lượng nước................................................238 Hình 9.55. Danh sách các trạm thủy văn .............................................................................238 Hình 9.56. Danh sách các trạm nước cấp ............................................................................239 Hình 9.57. Danh sách các Tiêu chuẩn Việt Nam.................................................................239 Hình 9.58. Danh sách Các thông số đo ứng với trạm..........................................................240 Hình 9.59. Các hệ số chuyển hóa ứng với chất ...................................................................241 Hình 9.60. Menu Tạo mới đối tượng...................................................................................241 Hình 9.61. Tạo mới thông tin khu công nghiệp...................................................................242 Hình 9.62. Các cơ sở sản xuất có trong khu công nghiệp ...................................................243 Hình 9.63. Tạo mới thông tin cơ sở sản xuất.......................................................................243 Hình 9.64. Các điểm xả nước thải có trong cơ sở sản xuất .................................................244 Hình 9.65. Tạo mới thông tin điểm xả nước thải.................................................................244 Hình 9.66. Tạo mới thông tin cống xả nước thải.................................................................245 Hình 9.67. Các điểm xả nước thải đổ vào cống xả ..............................................................246 Hình 9.68. Tạo mới thông tin trạm lấy mẫu chất lượng nước .............................................246 Hình 9.69. Tạo mới thông tin trạm lấy mẫu chất lượng nước .............................................247 Hình 9.70. Tạo mới thông tin trạm thủy văn .......................................................................247 Hình 9.71. Tạo mới thông tin trạm lấy mẫu chất lượng nước .............................................248 Hình 9.72. Tạo mới thông tin Tiêu chuẩn Việt Nam...........................................................249 Hình 9.73. Các giá trị giới hạn ứng với Tiêu chuẩn Việt Nam............................................249 Hình 9.74. Menu Thống kê..................................................................................................250 Hình 9.75. Chọn đối tượng để thống kê lượng xả thải tại cống xả......................................250 Hình 9.76. Chọn các chất để thống kê .................................................................................251 Hình 9.77. Chọn thời điểm để thống kê...............................................................................252 Hình 9.78. Các sô liệu thống kê được..................................................................................252 Hình 9.79. Đồ thị dạng đường thẳng ...................................................................................253 Hình 9.80. Đồ thị dạng cột...................................................................................................254 Hình 9.81. Tự động tạo báo cáo...........................................................................................254 Hình 9.82. Chọn đối tượng để thống kê lượng xả thải tại cơ sở sản xuất............................255 Hình 9.83. Chọn các chất để thống kê .................................................................................256 Hình 9.84. Chọn thời điểm để thống kê...............................................................................257 Hình 9.85. Các sô liệu thống kê được..................................................................................258 Hình 9.86. Đồ thị dạng đường thẳng ...................................................................................258 Hình 9.87. Đồ thị dạng cột...................................................................................................259 Hình 9.88. Tự động tạo báo cáo cho cơ sở sản xuất ............................................................260 Hình 9.89. Chọn đối tượng để thống kê lượng xả thải tại điểm xả......................................261

322

Hình 9.90. Chọn các chất để thống kê .................................................................................261 Hình 9.91. Chọn thời điểm để thống kê...............................................................................262 Hình 9.92. Các sô liệu thống kê được..................................................................................263 Hình 9.93. Đồ thị dạng đường thẳng ...................................................................................263 Hình 9.94. Đồ thị dạng cột...................................................................................................264 Hình 9.95. Tự động tạo báo cáo...........................................................................................265 Hình 9.96. Chọn đối tượng để thống kê lượng xả thải tại cơ sở sản xuất............................266 Hình 9.97. Chọn thời điểm để thống kê...............................................................................266 Hình 9.98. Các sô liệu thống kê được..................................................................................267 Hình 9.99. Đồ thị dạng đường thẳng ...................................................................................268 Hình 9.100. Đồ thị dạng cột.................................................................................................269 Hình 9.101. Tự động tạo báo cáo.........................................................................................270 Hình 9.102. Chọn đối tượng để thống kê lượng xả thải tại cơ sở sản xuất..........................271 Hình 9.103. Chọn thời điểm để thống kê.............................................................................271 Hình 9.104. Chọn thời điểm để thống kê.............................................................................272 Hình 9.105. Các sô liệu thống kê được................................................................................273 Hình 9.106. Đồ thị dạng đường thẳng .................................................................................273 Hình 9.107. Đồ thị dạng cột.................................................................................................274 Hình 9.108. Tự động tạo báo cáo.........................................................................................275 Hình 9.109. Chọn đối tượng để thống kê chất lượng nước tại điểm lấy mẫu chất lượng nước.............................................................................................................................................276 Hình 9.110. Chọn các chất để thống kê ...............................................................................277 Hình 9.111. Chọn thời điểm để thống kê.............................................................................277 Hình 9.112. Các sô liệu thống kê được................................................................................278 Hình 9.113. Đồ thị dạng đường thẳng .................................................................................278 Hình 9.114. Đồ thị dạng cột.................................................................................................279 Hình 9.115. Tự động tạo báo cáo.........................................................................................280 Hình 9.116. Chọn đối tượng để thống kê lượng xả thải tại cống xả....................................281 Hình 9.117. Chọn các chất để thống kê ...............................................................................281 Hình 9.118. Chọn thời điểm để thống kê.............................................................................282 Hình 9.119. Các sô liệu thống kê được................................................................................283 Hình 9.120. Đồ thị dạng đường thẳng .................................................................................283 Hình 9.121. Đồ thị dạng cột.................................................................................................284 Hình 9.122. Tự động tạo báo cáo.........................................................................................285 Hình 9.123. Chọn đối tượng để thống kê lượng xả thải tại cống xả....................................286 Hình 9.124. Chọn các chất để thống kê ...............................................................................286 Hình 9.125. Chọn thời điểm để thống kê.............................................................................287 Hình 9.126. Các sô liệu thống kê được................................................................................288 Hình 9.127. Đồ thị dạng đường thẳng .................................................................................288 Hình 9.128. Đồ thị dạng cột.................................................................................................289 Hình 9.129. Tự động tạo báo cáo.........................................................................................290 Hình 9.130. Menu Mô hình .................................................................................................291 Hình 9.131. Danh sách các cống xả đã chọn và một số thông số cần thiết để chạy mô hình.............................................................................................................................................292 Hình 9.132. Các thông số của lưới tính ...............................................................................293 Hình 9.133. Xem lại các thông số đã nhập trước khi mô phỏng .........................................293 Hình 9.134. Kết quả mô phỏng ô nhiễm dưới dạng các đường đồng mức..........................294 Hình 9.135. Các số liệu đầu vào để chạy mô hình ..............................................................295 Hình 9.136. Các giá trị nồng độ tính toán tại các nút lưới...................................................295 Hình 9.137. Các giá trị nồng độ cực đại do riêng từng nguồn xả gây ra.............................296

323

Hình 9.138. Đồ thị phân bố nồng độ chất ô nhiễm dọc sông đối với mỗi cống xả .............296 Hình 9.139. Các thông số thuộc tính của lưới tính ..............................................................297 Hình 9.140. Các thông số thuộc tính của các đường đồng mức ..........................................298 Hình 9.141. Menu Mô hình .................................................................................................299 Hình 9.142. Danh sách các ống khói đã chọn và một số thông số cần thiết để chạy mô hình.............................................................................................................................................300 Hình 9.143. Các thông số của lưới tính ...............................................................................300 Hình 9.144. Xem lại các thông số đã nhập trước khi mô phỏng .........................................301 Hình 9.145. Kết quả mô phỏng ô nhiễm dưới dạng các đường đồng mức..........................302 Hình 9.146. Các số liệu đầu vào để chạy mô hình ..............................................................302 Hình 9.147. Các giá trị nồng độ tính toán tại các nút lưới...................................................303 Hình 9.148. Các giá trị nồng độ cực đại do riêng từng nguồn xả gây ra.............................303 Hình 9.149. Đồ thị phân bố nồng độ chất ô nhiễm dọc hướng gió đối với mỗi ống khói ...304 Hình 9.150. Các thông số thuộc tính của lưới tính ..............................................................305 Hình 9.151. Các thông số thuộc tính của các đường đồng mức ..........................................305 Hình 9.152. Menu Mô hình .................................................................................................306 Hình 9.153. Danh sách các cơ sở sản xuất đã chọn và một số thông số cần thiết để chạy mô hình ......................................................................................................................................307 Hình 9.154. Các thông số của lưới tính ...............................................................................308 Hình 9.155. Xem lại các thông số đã nhập trước khi mô phỏng .........................................309 Hình 9.156. Kết quả mô phỏng ô nhiễm dưới dạng các đường đồng mức..........................310 Hình 9.157. Các số liệu đầu vào để chạy mô hình ..............................................................311 Hình 9.158. Các giá trị tải lượng phát thải tính toán tại các ô lưới .....................................311 Hình 9.159. Các giá trị nồng độ tính toán tại các ô lưới......................................................312 Hình 9.160. Tự động tạo báo cáo.........................................................................................313 Hình 9.161. Các thông số thuộc tính của lưới tính ..............................................................314 Hình 9.162. Các thông số thuộc tính của các đường đồng mức ..........................................314

hệ thống thông tin môi trường.pdf

Documents