Luận Văn Ứng dựng GIS trong xây dựng cơ sở dữ liệu để quản lý tài nguyên nước dưới đất của Quận 6 và Quận Bìn

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 bị 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 thị 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 bị 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 định 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 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:
0 Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS về các trạm quan trắc nước dưới đất trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh và các giếng nước sinh hoạt của hộ dân cư (bao gồm tọa độ vị trí các trạm quan trắc, các chỉ tiêu quan trắc).
0 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.
0 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 địa bàn quận Bình Tân và Quận 6.
3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU:
0 Tìm hiểu về công tác quản lý tài nguyên nước dưới đất hiện hành.
0 Nghiên cứu chất lượng nước dưới đất trong các giếng hộ gia đình trên địa bàn quận 6 và quận Bình Tân.
0 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.
0 Ứng dụng GIS để xây dựng các bản đồ .
0 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:
0 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 địa 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 các giếng khai thác thông qua việc xây dựng các bảng thuộc tính, tính toán và phân loại đối tượng theo những chuẩn nhất định.
0 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 địa: xác định 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 địa, tiến hành lấy mẫu nước phân tích tại 20 vị trí tại một số phường trên địa bàn 2 Quận ( có sử dụng hệ thống định vị GPS để xác định vị 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 định nêu trong tiêu chuẩn. Sau đó, đưa vào phần mềm Mapinfo để thể hiện theo màu với:
v Loại A: màu xanh;
v Loại B: màu đỏ;
v Loại C: màu xám;
v 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; NO3-: 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.