Đang tải... (xem toàn văn)
trình bày ứng dụng GIS trong xây dựng cơ sở dữ liệu để quản lý tài nguyên nước dưới đất
Đồ án Tốt nghiệp GVHD: Th.S Huỳnh Lê Khoa MỞ ĐẦU 1. ĐẶT VẤN ĐỀ – LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Sự phát triển của khoa học kỹ thuật đặc biệt là ngành công nghệ thông tin trong hai mặt: thiết bò phần cứng và các chương trình phần mềm đã mở ra nhiều triển vọng lớn cho việc xử lý các số liệu trong nhiều ngành khác nhau. Đối với những ngành mà khối lượng dữ liệu cần quản lý lớn, việc ứng dụng các thành tựu công nghệ thông tin trở thành vấn đề cấp thiết. Nước là một trong những tài nguyên quan trọng nhằm phục vụ các nhu cầu cần thiết của con người. Lượng nước ngọt chỉ chiếm khoảng 3% tổng lượng nước trên Trái Đất. Trong đó, nước mặt chỉ chiếm khoảng 0,03 %, nước dưới đất chiếm 30,1 %; còn lại là các băng tuyết trên đỉnh núi và các sông băng. Với lượng nước mặt như kể trên thì không thể đáp ứng được hết nhu cầu dùng nước ngày càng tăng của con người, bên cạnh đó, chất lượng nước mặt đang ngày một suy giảm nhanh chóng – kết quả của quá trình đô thò hóa và công nghiệp hóa ồ ạt. Vì vậy, việc sử dụng nước dưới đất được xem là một giải pháp cho vấn đề nước cấp ở nhiều khu vực; nhất là những khu vực có lượng nước mặt và nước mưa khan hiếm. Tuy nhiên nếu không có sự quản lý chặt chẽ thì chất lượng nước ngầm sẽ nhanh chóng bò suy giảm và kéo theo đó là sự ô nhiễm của các môi trường khác như môi trường đất, hiện tượng sụt lún đất… Trong những năm qua, việc quản lý tài nguyên nước nói chung và nước dưới đất nói riêng đã được tiến hành từ rất sớm – quy đònh lần đầu tiên trong Luật Môi trường năm 1995. Công tác quản lý bao gồm nhiều khía cạnh khác nhau như quản lý thông qua các văn bản pháp lý, quản lý chất lượng nước bằng mạng lưới quan trắc… Với nhiều khía cạnh quản lý như thế nên hàng năm các cơ quan quản lý phải xử lý một số lượng lớn các hồ sơ và số liệu khác nhau cũng như gặp nhiều khó khăn trong việc truy xuất số liệu. Do đó, việc áp dụng nhiều thành tựu công nghệ thông tin khác nhau vào công tác SVTH: Đặng Nguyễn Anh Thư 1 Đồ án Tốt nghiệp GVHD: Th.S Huỳnh Lê Khoa quản lý tài nguyên nước dưới đất sẽ giúp cho việc quản lý ngày một thuận lợi hơn, tiết kiệm được chi phí và công sức hơn. Trong những năm gần đây, GIS ngày càng có nhiều ứng dụng khác nhau trong cômg tác quản lý tài nguyên nói chung và tài nguyên nước nói riêng. Do đó, em đã chọn đề tài luận văn là:” Ứng dựng GIS trong xây dựng cơ sở dữ liệu để quản lý tài nguyên nước dưới đất của Quận 6 và Quận Bình Tân - Thành phố Hồ Chí Minh” . 2. MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN: Sau một thời gian nghiên cứu và được sự hướng dẫn tận tình của Giáo viên hướng dẫn, đề tài luận văn này hướng đến những mục tiêu chính sau đây: Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS về các trạm quan trắc nước dưới đất trên đòa bàn thành phố Hồ Chí Minh và các giếng nước sinh hoạt của hộ dân cư (bao gồm tọa độ vò trí các trạm quan trắc, các chỉ tiêu quan trắc). Từ kết quả quan trắc tiến hành đánh giá chất lượng nước dưới đất tại các trạm quan trắc và các giếng trong hộ dân cư, đưa ra một số nguyên nhân và đề xuất một số phương pháp quản lý chất lượng nước dưới đất. Dựa trên cơ sở phân tích và đánh giá, ứng dụng GIS để thành lập các bản đồ quản lý chất lượng nước dưới đất tại các trạm quan trắc và các giếng trong hộ dân cư trên đòa bàn quận Bình Tân và Quận 6. 3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU: Tìm hiểu về công tác quản lý tài nguyên nước dưới đất hiện hành. Nghiên cứu chất lượng nước dưới đất trong các giếng hộ gia đình trên đòa bàn quận 6 và quận Bình Tân. Xây dựng cơ sở dữ liệu bản đồ nền, bản đồ chuyên đề nhằm phục vụ cho việc thành lập bản đồ quản lý chất lượng nước dưới đất. Ứùng dụng GIS để xây dựng các bản đồ . SVTH: Đặng Nguyễn Anh Thư 2 Đồ án Tốt nghiệp GVHD: Th.S Huỳnh Lê Khoa Từ kết quả phân tích tiến hành đề xuất một số giải pháp trong việc quản lý chất lượng nước dưới đất. 4. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI: Đề tài chỉ nghiên cứu chủ yếu về khía cạnh quản lý chất lượng nước dưới đất. Do thời gian thực hiện đề tài chỉ trong hơn 2 tháng, nên số lượng mẫu nước dưới đất tại các giếng trong hộ dân cư được phân tích không nhiều, chỉ tập trung chủ yếu tại những khu vực còn nhiều hộ sử dụng nước dưới đất (như phường 14 Quận 6…) và chỉ phân tích được một số chỉ tiêu chính như: Clo, pH, Độ cứng, Sulfat, Photphat, Amonium, Nitrit, Sắt. Riêng chỉ tiêu vi sinh, chỉ lấy đại diện 8 mẫu tập trung tại các hộ dân không hòa mạng lưới cấp nước. Bên cạnh đó, do còn nhiều hạn chế về kinh nghiệm nên quá trình phân tích mẫu cũng như đưa ra nhận xét có thể còn mang tính chủ quan và chưa thật chính xác. 5. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN ĐỀ TÀI: Sự cần thiết phải ứng dụng công nghệ thông tin trong quản lý tài nguyên nước dưới đất: Theo số liệu thống kê của Sở Tài nguyên và Môi trường Thành phố Hồ Chí Minh, toàn thành phố có khoảng 95.828 giếng khai thác ở các tầng nước khác nhau và phân bố ở nhiều khu vực khác nhau, với nhiều mục tiêu sử dụng khác nhau như sử dụng cho sản xuất, cho sinh hoạt… Đặc điểm của công tác quản lý tài nguyên nước dưới đất: có số lượng lớn, có tính đặc thù về không gian đòa lý. Bên cạnh đó, có sự phân bố không đồng đều giữa các quận, các khu vực với nhau. Việc quan trắc theo dõi toàn bộ các giếng nước khai thác (chiều sâu giếng, biến đổi chất lượng nước qua các năm…) là rất khó khăn, đòi hỏi nhiều công sức và thời gian nếu như không có bất cứ công cụ hỗ trợ nào. Việc ứng dụng GIS sẽ giải quyết được phần nào những khó khăn trên như giúp kiểm soát được đối tượng về mặt không gian, lưu trữ được nhiều thông tin về SVTH: Đặng Nguyễn Anh Thư 3 Đồ án Tốt nghiệp GVHD: Th.S Huỳnh Lê Khoa các giếng khai thác thông qua việc xây dựng các bảng thuộc tính, tính toán và phân loại đối tượng theo những chuẩn nhất đònh. Các phương pháp thực hiện : Trong quá trình thực hiện đề tài luận văn, em đã tiến hành những phương pháp sau: Phương pháp sưu tầm và thống kê số liệu: thu thập các tài liệu về điều kiện tự nhiên và kinh tế – xã hội của Quận 6 và Quận Bình Tân. Tài nguyên nước dưới đất cũng như hiện trạng quản lý tài nguyên nước dưới đất của Thành phố ( các tầng chứa nước, các trạm quan trắc, công tác quan trắc…). Thu thập bản đồ nền: bao gồm thu thập dữ liệu, số hóa lại một số bản đồ nền ( các lớp như lớp ranh giới hành chánh, lớp giao thông, lớp sông ngòi…). Các thông tin được tập hợp và xử lý theo từng chủ đề nhằm xây dựng cơ sở dữ liệu cho quá trình nghiên cứu. Phương pháp khảo sát thực đòa: xác đònh các khu vực có khả năng sử dụng nước dưới đất cao, phỏng vấn một số hộ gia đình để biết được mục tiêu sử dụng nước dưới đất, tính chất giếng… Trong quá trình khảo sát thực đòa, tiến hành lấy mẫu nước phân tích tại 20 vò trí tại một số phường trên đòa bàn 2 Quận ( có sử dụng hệ thống đònh vò GPS để xác đònh vò trí các điểm giếng). Sau đó, toàn bộ mẫu sẽ được phân tích tại phòng thí nghiệm của trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ . Phân tích và xử lý số liệu: Số liệu sau khi nhập vào máy tính sẽ được xử lý bằng các phần mềm như Excel (vẽ biểu đồ…), GIS (nhập dữ liệu thuôc tính cho các đối tượng, tiến hành truy vấn ). Riêng các chỉ tiêu về chất lượng nước được thống kê và phân cấp thành 4 cấp (loại A, loại B, loại C, loại >C); dựa trên việc so sánh với quy đònh nêu trong tiêu chuẩn. Sau đó, đưa vào phần mềm Mapinfo để thể hiện theo màu với: SVTH: Đặng Nguyễn Anh Thư 4 Đồ án Tốt nghiệp GVHD: Th.S Huỳnh Lê Khoa Loại A: màu xanh; Loại B: màu đỏ; Loại C: màu xám; Loại > C: màu đen. Các chỉ tiêu Amonium, Nitrat, Nitrit được gộp chung thành nhóm Nitơ, việc xếp loại dựa trên nguyên tắc chỉ cần 1 trong 3 chỉ tiêu trên được xếp vào loại thấp hơn thì chỉ tiêu của nhóm nitơ sẽ là loại đó (ví dụ: NO - 2 : loại A; NH + 4 : loại A; NO 3 - : loại B nhóm Nitơ: xếp loại B). Kế đến hình thành nên các bản đồ khác nhau dựa trên chức năng chồng lớp của GIS. SVTH: Đặng Nguyễn Anh Thư 5 Đồ án Tốt nghiệp GVHD: Th.S Huỳnh Lê Khoa CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QUẬN 6 VÀ QUẬN BÌNH TÂN – THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 1.1. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH: 1.1.1. Quận 6: Quận 6 được chính thức thành lập năm 1959. Khi chế độ cũ Sài Gòn chia đô thò Sài Gòn thành 8 quận, lúc đó Quận 6 luôn ranh giới Quận 11 ngày nay và được chia thành 7 phường. Sau Tết Mậu Thân năm 1968, ngụy quyền Sài Gòn cắt bớt 2 phường ở phía Đông – Bắc của Quận, ghép thêm một số phường để thành lập Quận 11; Quận 6 còn 5 phường, cụ thể là: Phường Bìnn Tây: gồm các phường 1, 3, 4, 7 và phường 8 hiện nay. Phường Chợ: gồm phường 2 và một phần phường 6 hiện nay. Phường Bình Tiên: gồm phường 5, 6 và phường 9 hiện nay. Phường Phú Lâm: gồm phường 12, 13 và phường 14 hiện nay. Phường Phú Đònh: gồm phường 10 và phường 11 hiện nay. Sau ngày giải phóng miền Nam thống nhất đất nước, Quận 6 chia thành 20 phường. Đến năm 1979, điều chỉnh đòa giới Quận còn lại 17 phường và đến năm 1987 Quận được điều chỉnh còn 14 phường cho đến nay. 1.1.2 Quận Bình Tân: Khác với Quận 6, Quận Bình Tân là đô thò mới được thành lập bao gồm 10 phường theo nghò đònh 130/NĐ – CP ngày 05/11/2003 của Chính Phủ, từ thò trấn An Lạc, xã Bình Hưng Hòa, xã Bình Trò Đông, và xã Tân Tạo của Bình Chánh trước đây. Hiện nay Quận Bình Tân có tất cả 10 phường bao gồm: phường Bình Trò Đông, phường Bình Trò Đông A, phường Bình Trò Đông B, phường Bình Hưng SVTH: Đặng Nguyễn Anh Thư 6 Đồ án Tốt nghiệp GVHD: Th.S Huỳnh Lê Khoa Hòa, phường Bình Hưng Hòa A, phường Bình Hưng Hòa B, phường Tân Tạo, phường Tân Tạo A, phường An Lạc, phường An Lạc A. 1.2. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ: 1.2.1. Quận 6 : Quận 6 là một quận ven ngoại thành nằm phía Tây Nam của Thành phố Hồ Chí Minh. Phía Bắc và Tây Bắc giáp với Quận Tân Phú và Quận 1, lấy rạch Bến Trâu, đøng Tân Hoá và đại lộ Hồng Bàng làm ranh giới; Phía Đông giáp với Quận 5, lấy đøng An Dương Vương làm ranh giới; Phía Nam giáp với Quận 8, lấy rạch Tàu Hũ, kênh Ruột Ngựa và rạch Nhảy làm ranh giới; Phía Tâây giáp với Quận Bình Tâân, lấy đường An Dương Vương làm ranh giới. Tổng diện tích tự nhiên của Quận 6 là 7,14 km 2 , chiếm 0,34 % tổng diện tích Thành phố Hồ Chí Minh. Trong 13 Quận nội thành, Quận 6 có diện tích đứng thứ 7, gần bằng Quận 1, gấp rưỡi Quận 5, bằng 1/3 Quận Bình Thạnh. SVTH: Đặng Nguyễn Anh Thư 7 Đồ án Tốt nghiệp GVHD: Th.S Huỳnh Lê Khoa Hình 1: Bản đồ vò trí quận 6 1.2.2. Quận Bình Tân: Phía Bắc giáp Quận 12 và huyện Hóc Môn; Phía Nam giáp Quận 8, huyện Bình Chánh (xã Tân Kiên, xã Tân Nhựt); Phía Đông giáp Quận Tân Bình, Quận 6, Quận 8; Phía Tây giáp huyện Bình Chánh ( xã Vónh Lộc A, Vónh Lộc B, Lê Minh Xuân). SVTH: Đặng Nguyễn Anh Thư 8 Đồ án Tốt nghiệp GVHD: Th.S Huỳnh Lê Khoa Quận Bình Tân có diện tích là 51,88 km 2 , chiếm 2,47% diện tích của Thành phố Hồ Chí Minh. Hình 2: Bản đồ vò trí quận Bình Tân 1.3. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.3.1. Đòa hình: Cả Quận Bình Tân và Quận 6 đều có đòa hình thấp, tuy nhiên có nhiều đặc điểm khác nhau. Trong đó, Quận 6 là vùng thấp và có độ nghiêng rất rõ. Độ cao trung bình ở phía Bắc là +1 m so với mặt nước biển, càng đi xuống phía Nam tức phía SVTH: Đặng Nguyễn Anh Thư 9 Đồ án Tốt nghiệp GVHD: Th.S Huỳnh Lê Khoa rạch Tàu Hũ độ cao ấy hạ thấp dần và đến khu vực phường 10 độ cao ấy chỉ còn 0,5 m. Quận Bình Tân có cao trình biến động từ 0,5 m đến 4 m so với mặt nước biển, với vùng cao có cao độ từ 3 – 4 m tập trung ở phường Bình Trò Đông, phường Bình Hưng Hòa; vùng đất thấp bao gồm các phường Tân Tạo và phường An Lạc. 1.3.2. Thổ nhưỡng: a) Quận Bình Tân có 3 loại đất chính là: Đất xám nằm ở phía Bắc thuộc các phường Bình Hưng Hòa, Bình Trò Đông thành phần cơ học là đất pha thòt nhẹ, kết cấu rời rạc. Đất phù sa thuộc phường Tân Tạo và một phần của phường Tân Tạo A. Đất phèn phân bố ở An Lạc và một phần phường Tân Tạo. b) Quận 6 bao gồm các loại đất sau đây: Đất sét: loại đất này màu vàng nhạt, rất dẻo, ít pha tạp nên không thấm nước, khi nung lên thì có màu đỏ tươi hay màu đỏ mỡ gà. Có nhiều ở vùng đồng ruộng thuộc phường 10 và phường 11. Loại đất này thường được sử dụng để sản xuất gạch. Đất xám: loại đất này có màu xám tro hoặc xám than, là kết quả của sự phân hóa các loại thực vật trầm tích lâu ngày. Loại đất này có nhiều ở khu vực trung tâm Quận 6, nơi có mặt bằng thấp và xưa kia là vùng phát triển của loại rừng sát bạt ngàn. Loại đất này cũng pha đất sét, nếu bò phơi nắng khô thì nứt nẻ thành từng mảng lơn. Hiện nay, phần lớn đất này đã được chuyển thành đất thổ cư. Đất phèn: đây là vùng sát các kênh rạch, quanh năm bò nước mặn xâm nhập do thủy triều dâng cao. Khu vực này do chòu ảnh hưởng của thủy triều lâu dài nên bò nước mặn ngấm lâu, thấm vào trong đất làm cho đất trở nên chua SVTH: Đặng Nguyễn Anh Thư 10 [...]... như tính thấm của đất, khả năng trữ nước của tầng trữ nước Trong chu kỳ một năm, mùa khô mực nước của nước mặt hạ thấp, nhiều trường hợp thấp hơn mực nước dưới đất, nước dưới đất thông qua các mạch cung cấp nước cho nước mặt Mùa mưa, mực nước ngầm thường thấp hơn mực nước mặt, nước mặt và nước mưa lại ngấm xuống đất để bổ sung cho nước dưới đất Tương quan giữa nước mặt và nước dưới đất thay đổi theo... dưới dạng băng tuyết trên đỉnh núi, các sông băng Sự hình thành nước dưới đất chủ yếu là do nước mưa ngấm xuống đất và hơi nước trong không khí thấm vào trong đất và ngưng tụ trong lòng đất Ngoài ra, nước dưới đất còn chòu ảnh hưởng của nước mặt nhất là những khu vực mà nước dưới đất liên thông với nước mặt Vùng hình thành nước dưới đất có thể là vùng di chuyển chậm của nước trong các kẽ rỗng của đất, ... đối tượng nước được khai thác Tuy nhiên, Luật 1998 chỉ đề cập về tài nguyên nước nói chung còn về tài nguyên nước dưới đất chỉ được nói cụ thể ở các điều 12 – bảo vệ tài nguyên nước dưới đất; điều 24 – cấp phép khai thác, sử dụng tài nguyên nước và điều 34 – thăm dò khai thác tài nguyên nước dưới đất Vì vậy, từ năm 1998 đến nay đã có nhiều văn bản pháp luật khác được ban hành để có những quản lý cụ thể... tác quản lý tài nguyên nước dưới đất được thực hiện thông qua các khía cạnh sau đây: 3.1 Quản lý thông qua các văn bản pháp lý: Công tác quản lý nước dưới đất nói riêng và tài nguyên nước nói chung về mặt pháp lý được quy đònh lần đầu tiên trong Luật Tài nguyên Nước 1998 - thông qua ngày 20 tháng 5 năm 1998 tại Kỳ họp thứ 3 của Quốc hội Nước Cộng hòa Xã hội Chủ nghóa Việt Nam khóa X Nội dung Luật Tài. .. cập trong phụ lục 6 và phụ lục 7) CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI ĐẤT 2.1 Tổng quan về nước dưới đất: SVTH: Đặng Nguyễn Anh Thư 18 Đồ án Tốt nghiệp GVHD: Th.S Huỳnh Lê Khoa 2.1.1 Sự hình thành nước dưới đất: Nước dưới đất là 1 bộ phận trong chu trình thủy văn Trên thế giới, nước ngọt chiếm khoảng 3% tổng lượng nước, trong đó 30,1% là nước dưới đất, phần còn lại là nước ở các ao, hồ… và nước. .. Tài nguyên Nước 1998 quy đònh rõ: Tài nguyên nước thuộc quyền sở hữu của toàn dân do nhà nước thống nhất quản lý Các tổ chức, cá nhân có quyền khai thác, sử dụng tài nguyên nước cho sinh hoạt và sản xuất, đồng thời có trách nhiệm bảo vệ tài nguyên nước, phòng chống và khắc phục hậu quả tác hại do nước gây ra Nhà nước bảo hộ quyền lợi hợp pháp của tổ chức, cá nhân trong khai thác, sử dụng tài nguyên nước. ”... phần hóa học Phân loại nước dưới đất theo tính chất lý học; Phân loại theo sự phân bố của nước dưới đất trong các tầng đòa chất a) Phân loại nước dưới đất theo thành phần hóa học: Dựa vào hàm lượng của 6 anion và cation chủ yếu chứa trong nước: Ba loại nước theo anion: nước cacbonat, nước sunphat, nước clo Ba loại nước theo cation: nước canxi, nước magiê, nước natri Trong mỗi một loại lại được... mực nước trên các sông suối rất nhỏ, mặt khác nước cũng được khai thác nhiều hơn, do đó mực nước sẽ hạ thấp và trữ lượng nước dưới đất cũng bò suy giảm Vì thế, biên độ dao động mực nước nước dưới đất ở nước ta tương đối lớn Yếu tố thủy văn: Dòng chảy mặt trên các sông, suối, lượng nước và mực nước trong các ao hồ, tương quan giữa mực nước ao hồ và mực nước dưới đất có ảnh hưởng trực tiếp đến nước dưới. .. Sự thay đổi nước dưới đất: Nếu xét trong thời gian dài, quá trình thay đổi nước dưới đất cũng tương tự như nước mặt Trong mùa khô, lượng mưa ít, mực nước các ao hồ thấp, dòng chảy các sông suối nhỏ, lượng bốc hơi lớn vì thế mực nước thường hạ xuống thấp, ngược lại trong mùa mưa nước mặt nhiều, mực nước sẽ dâng cao , trữ lượng nước dưới đất sẽ phong phú Tuy nhiên, sự thay đổi nước dưới đất còn phụ thuộc... Nguồn: Sở Tài nguyên và Môi trường Thành phố Hồ Chí Minh Nhìn chung, lưu lượng khai thác nước dưới đất trong những năm qua đều tăng Nước dưới đất đóng một vai trò quan trọng trong đời sống của người dân, nhất là những hộ sống trong khu vực chưa được hòa mạng lưới nước cấp của Thành phố như các Quận ven nội thành Bên cạnh đó, có nhiều trường hợp người dân sử dụng cả hai nguồn nước là nước dưới đất và nước . nhiều ứng dụng khác nhau trong cômg tác quản lý tài nguyên nói chung và tài nguyên nước nói riêng. Do đó, em đã chọn đề tài luận văn là:” Ứng dựng GIS trong. Xây dựng cơ sở dữ liệu bản đồ nền, bản đồ chuyên đề nhằm phục vụ cho việc thành lập bản đồ quản lý chất lượng nước dưới đất. Ứùng dụng GIS để xây dựng
