Đồ án Nghiên cứu ứng dụng GIS kết hợp WQI đánh giá tình trạng nước mặt tại hệ thống kênh Tân Hóa – Lò Gốm trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO  
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ  
MINH  
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  
Tên đề tài:  
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG GIS KẾT HỢP WQI ĐÁNH GIÁ TÌNH  
TRẠNG NƯỚC MẶT TẠI HỆ THỐNG KÊNH TÂN HÓA – LÒ GỐM  
TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH  
Ngành: Môi Trường  
Chuyên ngành: Kỹ Thuật Môi Trường  
GVHD: ThS. Nguyễn Trung Dũng  
SVTH: Lê Dương Ngọc Phú  
MSSV: 1311090457  
LỚP:  
13DMT01  
TP. Hồ Chí Minh, Tháng 07/2017  
LỜI CAM ĐOAN  
Tác giả xin cam đoan đề tài này là công trình nghiên cứu khoa học của tác giả. Các  
số liệu, kết quả nêu trong đề tài là trung thực và có nguồn gốc. Tác giả xin chịu trách  
nhiệm trước Hội đồng phản biện và pháp luật về các kết quả nghiên cứu của đề tài này.  
Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2017  
Sinh viên thực hiện  
Lê Dương Ngọc Phú  
i
 
LỜI CẢM ƠN  
Qua bốn năm học tập, nghiên cứu, rèn luyện ở trường nhờ sự chỉ dạy tận tình của  
quý thầy cô trường Đại học Công nghệ TP. HCM đặc biệt là quý thầy cô Khoa Công nghệ  
sinh học – Thực phẩm – Môi trường đã giúp em có được ngày càng nhiều kiến thức và  
những hiểu biết sâu sắc trong học tập cũng như trong thực tiễn hằng ngày. Để hoàn thành  
đồ án tốt nghiệp này, trước hết em xin chân thành cảm ơn các thầy cô Khoa Công nghệ  
sinh học – Thực phẩm – Môi trường, trường Đại học Công nghệ TP.HCM đã trang bị cho  
em vốn kiến thức quý báu trong suốt những năm học.  
Em vô cùng cám ơn Thầy Nguyễn Trung Dũng đã tận tình hướng dẫn, chỉ dạy em  
trong suốt thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp này.  
Bên cạnh đó, em cũng xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến anh Trịnh Trọng Nguyễn  
đã tận tình giúp đỡ em trong suốt thời gian làm thí nghiệm phân tích tại Mobilab cũng  
như trong suốt quá trình làm đồ án này.  
Mặc dù đã rất cố gắng để hoàn thiện Đồ án tốt nghiệp này nhưng có thể đề tài vẫn  
còn nhiều thiếu sót, vì vậy em mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý thầy cô,  
Hội đồng phản biện để đề tài này hoàn thiện hơn.  
Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2017  
Sinh viên thực hiện  
Lê Dương Ngọc Phú  
ii  
 
TÓM TẮT  
Nước là vô cùng quan trọng đối với cuộc sống và sinh hoạt của mọi người, hiện  
trang ô nhiễm nguồn tài nguyên nước tại nước ta ngày càng nghiêm trọng. Ở thành phố  
Hồ Chí Minh ô nhiễm nước tại các kênh ngày càng ở mức nghiêm trọng hơn và khó nắm  
bắt thông tin về tình trạng chất lượng nước. Để khắc phục tình trạng đó cần có một hệ  
thống chỉ số phép nhìn nhận chất lượng nước một cách tổng hợp về các chỉ tiêu lý – hóa –  
sinh của nguồn nước, được đánh giá theo một thang điểm thống nhất, dễ hiểu với các đối  
tượng phổ thông. Một trong các chỉ số đó là “Chỉ số chất lượng nước – WQI” cùng với đó  
là việc kết hợp hệ thống thông tin môi trường (GIS) để giúp nhà quản lý cũng như người  
dân nắm bắt kịp thông tin, diễn biến của môi trường. Tôi đã tiến hành thực hiện đề tài:  
“Nghiên cứu ứng dụng GIS kết hợp WQI đánh giá tình trạng nước mặt tại hệ thống kênh  
Tân Hóa – Lò Gốm trên địa bàn thành phô Hồ Chí Minh”. Kênh Tân Hóa – Lò Gốm là  
một trong những dòng kênh thoát nước chính của TP. HCM với tổng chiều tài lên đến  
7.84 km chảy qua các quận Tân Phú, Quận 11, Quận 6, Tân Bình. Đến năm 2015 kênh  
Tân Hóa – Lò Gốm được cải tạo lại, chất lượng nước đươc cải thiện tốt hơn và giúp cho  
cuộc sống của người dân ở khu vực này được cải thiện.  
Kết quả quá trình phân tích cho thấy 7/10 chỉ tiêu phân tích đều vượt QCVN 08-  
MT:2015/BTNMT - cột B2 đó là các chỉ tiêu Amoni, TSS, DO, COD, BOD5, Coliform,  
Phosphate. Sau tính toán WQI đề cho thấy chỉ số chất lượng nước của kênh rất thấp cả  
giờ triều lên và giờ triều xuống đều năm trong thang màu đỏ ( nước ô nhiễm nặng cần  
phải có biện pháp xử lý). So sánh với báo cáo kết quả 2015 của Sở tài nguyên và môi  
trường thành phố Hồ Chí Minh cho thấy chất lượng nước tại kênh Tân Hóa – Lò Gốm có  
xu hướng tái ô nhiễm. Và trong nghiên cứu đã ứng dụng công nghệ GIS với phần mềm  
Arcmap để xây dựng và quản lý cơ sở dữ liệu thông số quan trắc môi trường nước mặt tại  
kênh Tân Hóa – Lò Gốm. Qua đó cho thấy ứng dụng công nghệ mới có nhiều tiện ích và  
là giải pháp hiện đại, hiểu quả cho việc quản lý môi trường.  
iii  
 
SUMMARY  
Water is extremely important to human life and dayly activities, In our Contry  
pollution of water resources is in serios problem. In Ho Chi Minh City, water pollution in  
Canal is more serious and it’s difficult to collect information on water quality. To  
overcome this situation, there is a need for an index system for water quality by using  
summary of physical - chemistry – biological indicators base on standard index score,  
easy to understand for most of people. One of the indicators is the "Water Quality Index -  
WQI" toghether with the Geographic Information System (GIS) to help managers as well  
as people catch up with information about environment change. I was started on the thesis  
topic: “GIS application research combined with WQI to assessment of water status in Tan  
Hoa - Lo Gom canal system in Ho Chi Minh City”. Tan Hoa – Lo Gom canal system is  
one of the main drainage canal of Ho Chi Minh City. With a total length of 7.84 km,  
HCM City runs through Tan Phu district, district 11, district 6 and Tan Binh district. By  
2015, the Tan Hoa - Lo Gom Canal system will be rehabilitated to improve water quality  
and improve people life of living in this area.  
The results of the analysis showed that 7 out of 10 of analyzed items exceeded  
QCVN 08-MT:2015/BTNMT - column B2 which are Amoni, TSS, DO, COD, BOD5,  
Coliform, Phosphate. After calculated the WQI, the water quality index of the canal was  
very low during both the tide is hight and the tide is low time, which were all in the red  
scale (heavy polluted water required for treatment). Compared with the 2015 report of the  
Ho Chi Minh City Natural Resources and Environment Department, the water quality in  
Tan Hoa - Lo Gom canal system tends to be re-polluted. And in the research using GIS  
with Arcmap software to build and manage the water in Tan Hoa - Lo Gom Canal.  
Through that, the apply of new technology has many advantages, it is a modern and  
effective solution for managing the environment.  
iv  
MỤC LỤC  
1.1.1. Khái niệm tài nguyên nước[6] .............................................................................6  
1.1.2. Phân loại tài nguyên nước[6] ...............................................................................6  
1.4.1 Tổng quan về chỉ số chất lượng nước WQI [2] ..................................................23  
1.5 Tổng quan về ứng dụng GIS [5] ................................................................................27  
vi  
2.1.2.3. COD [10] .................................................................................................... 75  
2.1.2.5. N-NH4 ..................................................................................................... 76  
2.4.2.1 Phân tích chỉ tiêu P-PO43-[9],[13] .................................................................. 79  
2.4.2.2 Phân tích chỉ tiêu Tổng Coliform (MPN)[8]............................................... 82  
2.4.2.4 BOD ( nhu cầu oxy sinh hóa) [9]................................................................ 85  
2.4.4 Phương pháp xây dựng chỉ số WQI [1] ...........................................................101  
vii  
3.5 Kết quả phân tích BOD5 .........................................................................................131  
viii  
ix  
DANH MỤC HÌNH  
xi  
 
DANH MỤC BẢNG  
Bảng 2.5: Quy định các giá trị qi, BPi ........................................................................102  
xiv  
 
DANH MỤC VIẾT TẮT  
Tiếng Anh  
STT Từ viết tắt  
Tiếng Việt  
Biochemical Oxygen  
1
BOD  
Nhu cầu oxy sinh hóa  
Demand  
2
3
4
5
6
7
8
BTNMT  
COD  
Bộ tài nguyên môi trường  
Nhu cầu oxy hóa học  
Chemical Oxygen Demand  
Dessolved Oxygen  
CLN  
Chất lượng nước  
DO  
Nồng độ oxy hòa tan trong nước  
Đại học  
ĐH  
GRDP  
MPN/100ml  
Tổng sản phẩm trên địa bàn  
Số coliform trong 100ml mẫu  
National Sanitation  
Foundation  
9
NSF  
Quỹ Vệ sinh Quốc gia Mỹ  
10  
11  
12  
13  
14  
15  
16  
17  
18  
19  
N-NH4  
NCKH  
NXB  
Amoni tính theo N  
Nghiên cứu khoa học  
Nhà Xuất Bản  
3-  
P-PO4  
Hàm lượng phosphate  
Quy chuẩn Việt Nam  
Độ lệch chuẩn  
QCVN  
SD  
Standard Deviation  
TSS  
Total Suspended Solids  
Tổng chất rắn lơ lửng  
Thành Phố Hồ Chí Minh  
Thạc sĩ  
TPHCM  
ThS  
TCVN  
WQI-  
CCME  
Tiêu Chuẩn Việt Nam  
The Canadian Council of  
Ministers of the  
20  
Environment  
21  
22  
WQISI  
WQI  
Chỉ số chất lượng nước thông số  
Chỉ số chất lượng nước  
Water Quality Index  
xvi  
 
MỞ ĐẦU  
1 ĐẶT VẤN ĐỀ  
Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá của con người. Nước trong tự nhiên bao  
gồm toàn bộ nước từ các đại dương, sông suối, ao hồ, nước ngầm... Trên trái đất nước  
ngọt chiếm một tỉ lệ rất nhỏ so với nước mặn. Nước mặt rất cần thiết cho sự sống và  
phát triển, nước giúp cho các tế bào sinh vật trao đổi chất, tham gia vào các phản ứng  
sinh hóa và tạo nên các tế bào mới. Vì vậy, có thể nói rằng ở đâu có nước thì ở đó có  
sự sống. Nước được dùng cho đời sống, sản xuất nông nghiệp, công nghiệp và dịch vụ.  
Sau khi sử dụng thì nước trở thành nước thải và chúng sẽ bị ô nhiễm với các mức độ  
khác nhau. Ngày nay, cùng với sự bùng nổ dân số và tốc độ phát triển cao của các  
ngành công, nông nghiệp… Chúng đã để lại rất nhiều hậu quả phức tạp, đặc biệt là vấn  
đề ô nhiễm môi trường nước. Vấn đề này đang là mối nguy đáng lo ngại rất nhiều  
người cũng như rất nhiều quốc gia trên thế giới. Ở Việt Nam hiện nay toàn bộ nước  
thải sinh hoạt chưa được xử lý và được thải bỏ ra sông, hồ, ao các con kênh, rạch...(ví  
dụ: Chất thải từ các cơ sở giặt tẩy, may quần jean xả thải trực tiếp ra môi trường làm  
che lấp hoàn toàn con kênh tại xã Vĩnh Lộc B, huyện Bình Chánh,...) Vì vậy, dẫn đến  
tình trạng ô nhiễm nguồn nước và bốc mùi khó chịu, làm mất cảnh quan và ảnh hưởng  
nghiêm trọng tới sức khỏe của con người và các loài động thực vật sống gần khu vực  
xã thải.  
Trong nghiên cứu này, tôi quan tâm đến hệ thống kênh rạch Thành phố Hồ Chí  
Minh đây là hệ thống tiếp nhận nguồn nước thải sinh hoạt và công nghiệp. Kênh Tân  
Hóa – Lò Gốm là một trong những hệ thống kênh đang phải hằng ngày chứa một  
lượng lớn nước thải đổ vào, gây ra tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng. Thành phố Hồ  
Chí Minh đã có những dự án cải tạo, gần đây nhất là dự án xây dụng, nạo vét kênh dọc  
hai bên kênh Tân Hóa – Lò Gốm. Tuy nhiên, chất lượng nước sau cải vẫn chưa được  
đánh giá. Trước đây, việc đánh giá chất lượng nước và mức độ ô nhiễm các thủy vực  
thường dựa vào các chỉ số chất lượng nước riêng biệt và so sánh với giá trị giới hạn  
được quy định trong các tiêu chuẩn, quy chuẩn trong nước nhưng chưa có nghiên cứu  
đầy đủ nào về chất lượng nước của các kênh thuộc địa bàn thành phố. Cách làm này  
cũng nói lên một phần không nhỏ về mức độ ô nhiểm nhưng vẫn còn các hạn chế: Thứ  
nhất, đánh giá từng thông số riêng biệt không nói lên chất lượng nước tổng quát của  
con sông. Thứ hai, với các thông số riêng lẻ, có thông số đạt và có thông số vượt tiêu  
1
 
chuẩn hoặc thấp hơn tiêu chuẩn (ví dụ: DO) cho phép nên việc đánh giá chất lượng  
nước sông chỉ có các nhà khoa học có chuyên môn mới hiểu được. Do vậy, sẽ khó  
thông tin tình trạng chất lượng nước sông cho công chúng, gây khó khăn khi các nhà  
quản lý đưa ra các quyết định nhằm bảo vệ hay khai thác nguồn nước hợp lý.  
Để khắc phục khó khăn trên, cần có một hoặc một hệ thống chỉ số phép nhìn nhận  
chất lượng nước một cách tổng hợp về các chỉ tiêu lý – hóa – sinh của nguồn nước,  
được đánh giá theo một thang điểm thống nhất, dễ hiểu với các đối tượng phổ thông.  
Một trong các chỉ số đó là “Chỉ số chất lượng nước – WQI”. Chỉ số WQI với ưu điểm  
là đơn giản dễ hiểu, có tính khái quát cao có thể sử dụng cho mục đích đánh giá diễn  
biến chất lượng nước theo không gian và thời gian, là nguồn thông tin phù hợp cho  
cộng đồng, cho những nhà quản lý không phải chuyên gia về môi trường nước.  
Và trong thời đại hội nhập, tân tiến, thay đổi liên tục theo xu hướng hiện đại hóa,  
công nghệ thông tin phát triển không ngừng nhờ đó mà con người nắm bắt, xử lý  
thông tin một cách nhanh nhất, sớm nhất và chính xác nhất. Nhờ những bước tiến xa  
và nhanh của thời đại công nghệ thông tin như hiện nay cũng góp phần không nhỏ đến  
quá trình phát triển nhanh chóng của khoa học, đặc biệt là ngành khoa học bản đồ mà  
đỉnh cao của nó là hệ thống thông tin địa lý GIS đã cập nhật, tổng hợp, phân tích, quản  
lý, truy xuất thông tin dễ dàng nhanh chóng và có tính chính xác cao. Khoa học thông  
tin địa lý là sự kết hợp của ngành là sự kết hợp của các ngành bản đồ, địa lý và công  
nghệ thông tin. Trong quản lý môi trường GIS có vai trò cực kì quan trọng GIS giúp  
cho các nhà quản trị phân tích được những yêu tố môi trường dựa trên hệ thộng cơ sỡ  
dữ liệu thông tin nhận được từ viễn thám không gian để thực hiện tích hợp dữ liệu,  
phân tích địa lý không gian và lập bản đồ phân bố không gian nhằm theo dõi biến động  
tài nguyên và tình hình phát triển phục vụ quy hoạch, quản lý tài nguyên môi trường  
và đưa ra được các chiến lược bảo vệ môi trường. Trên thế giới và ở Việt Nam đã có  
những nghiên cứu ứng dụng GIS với WQI và đã thu được nhiều kết quả khả quan.  
Với những lý do nêu trên, tác giả đề xuất ứng dụng GIS với công cụ Arcmap và  
WQI để phân vùng chất lượng nước ở hệ thống kênh Tân Hóa – Lò Gốm thành phố là  
một hướng đi có ý nghĩa thực tiễn để quản lý môi trường kênh rạch, làm cơ sở đánh  
giá chất lượng nước một cách tổng quát, đồng thời cung cấp thông tin môi trường cho  
2
cộng đồng một cách đơn giản, trực quan và nâng cao ý thức bảo vệ môi trường cho  
cộng đồng.  
2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU  
2.1 Mục tiêu chính  
Đánh giá chất lượng nước kênh Tân Hóa – Lò Gốm thông qua chỉ số chất lượng  
nước WQI và ứng dụng GIS.  
2.2 Mục tiêu cụ thể  
Xây dựng chỉ số WQI cho hệ thống kênh Tân Hóa – Lò Gốm  
Đánh giá chất lượng nước hệ thống kênh Tân Hóa – Lò Gốm theo chỉ số WQI  
Phân vùng chất lượng nước bằng ứng dụng Arcmap kết hợp WQI  
3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU  
Nội dung chính: Nghiên cứu, khảo sát thực địa và lấy mẫu  
Nội dung 1: Thu thập, tổng hợp tài liệu.  
Nội dung 2: Phân tích các thông số chất lượng nước cho hệ thống kênh Tân  
Hóa – Lò Gốm  
Nội dung 3: Lập bản đồ phân vùng chất lượng nước dựa trên WQI và ứng dụng  
GIS  
4 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU  
Thời gian thực hiện đề tài: 02/2017 đến 07/2017  
Phạm vi nghiên cứu: khu vực dọc kênh Tân Hóa – Lò Gốm, Thành phố Hồ Chí  
Minh  
5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU  
Phương pháp thu thập số liệu: dự liệu được thu thập từ kết quả nghiên cứu, các  
tài liệu và các web liên quan  
Phương pháp khảo sát thực địa: tiến hành khảo sát khu vực nghiên cứu  
Phương pháp phân tích: các thông số đo  
3
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 213 trang yennguyen 17140 Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Nghiên cứu ứng dụng GIS kết hợp WQI đánh giá tình trạng nước mặt tại hệ thống kênh Tân Hóa – Lò Gốm trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfdo_an_nghien_cuu_ung_dung_gis_ket_hop_wqi_danh_gia_tinh_tran.pdf