ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
LÊ VIẾT DƯƠNG
ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ
(GIS) VÀO CÔNG TÁC QUẢN LÝ, THU GOM,
VẬN CHUYỂN CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT
TẠI CÁC PHƯỜNG TRUNG TÂM THÀNH PHỐ
THÁI NGUYÊN, TỈNH THÁI NGUYÊN
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP
Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Thanh Hải
Thái Nguyên - 2012
ii LỜI CAM ĐOAN
- Tôi xin cam đoan rằng những số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn này
là trung thực và chưa từng được sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
- Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ việc thực hiện luận văn này đã được
cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều đã được chỉ rõ nguồn gốc.
Tác giả
Lê Viết Dương
Công ty Môi trường và Công trình đô thị Thái Nguyên đã giúp đỡ và tạo điều kiện
cho tôi nghiên cứu và thực hiện đề tài này.
Tôi xin chân thành cảm ơn tới tất cả đồng nghiệp, bạn bè và người thân đã
luôn động viên và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành bản luận văn này.
Tác giả
Lê Viết Dương
iv
MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU 1
1. Lý do chọn đề tài 1
2. Mục đích của đề tài 2
3. Nhiệm vụ của đề tài 2
4. Ý nghĩa của đề tài 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
2.4. Phương pháp nghiên cứu 23
2.4.1. Phương pháp nghiên cứu các cơ sở lý thuyết 23
2.4.2. Phương pháp thu thập thông tin, số liệu 23
2.4.3. Phương pháp khảo sát thực địa 23
2.4.4. Phương pháp phân tích, tổng hợp số liệu 24
2.4.5. Phương pháp số hóa bản đồ 24
2.4.6. Phương pháp toán học 24
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 27
3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của TP. Thái Nguyên 27
3.1.1. Điều kiện tự nhiên 27
3.1.1.1. Vị trí địa lý 27
3.1.1.2. Địa hình 28
3.1.1.3. Khí hậu 28
3.1.1.4. Thủy văn 28
3.1.1.5. Tài nguyên thiên nhiên 29
3.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội 30
3.1.2.1. Dân cư 30
3.1.2.2. Hiện trạng kinh tế 30
3.1.2.3. Cơ sở hạ tầng 31
3.1.2.4. Các lĩnh vực xã hội khác 31
3.2. Giới thiệu phần mềm Arcview GIS 3.2 32
3.2.1. Các khái niệm cơ bản trong Arcview 32
3.2.2. Khả năng làm việc của phần mềm Arcview 33
3.2.3. Ứng dụng Arcview trong quản lý thu gom, vận chuyển CTR 33
3.3. Hiện trạng hệ thống thu gom, vận chuyển và quản lý CTR sinh hoạt
tại TP. Thái Nguyên 34
3.3.1. Hiện trạng thu gom, vận chuyển CTR sinh hoạt tại TP. Thái Nguyên 34
3.3.1.1. Nguồn phát sinh CTR sinh hoạt 34
3.3.1.2. Khối lượng, thành phần 36
3.3.1.3. Công tác thu gom, vận chuyển 39
3.5. Dự báo sự gia tăng dân số, khối lượng rác phát sinh và số phương tiện cần
thiết để phục vụ cho việc thu gom, vận chuyển CTR sinh hoạt của TP. Thái Nguyên
đến năm 2020 73
3.5.1. Dự báo sự gia tăng dân số của TP. Thái Nguyên đến năm 2020 73
3.5.2. Dự báo khối lượng rác phát sinh của TP. Thái Nguyên đến năm 2020 74
3.5.3. Dự kiến số phương tiện thu gom, vận chuyển CTR cần đầu tư
của TP. Thái Nguyên đến năm 2020 75
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 77
1. Kết luận 77
2. Đề nghị 78
TÀI LIỆU THAM KHẢO 79
vii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
BCL: Bãi chôn lấp
CNH - HĐH: Công nghiệp hóa - hiện đại hóa
CTR: Chất thải rắn
CSDL: Cơ sở dữ liệu
ESRI: Viện nghiên cứu hệ thống môi trường
GIS: Hệ thống thông tin địa lý
GPS: Hệ thống định vị toàn cầu
MIS: Hệ thống thông tin quản lý
TP: Thành phố
TSKH Tiễn sỹ khoa học
TN&MT: Tài nguyên và Môi trường
UBND: Ủy ban nhân dân viii
Bảng 3.20. Các con đường được chọn theo điều kiện trên 10 phường trung tâm
TP. Thái Nguyên 65
Bảng 3.21. Bảng bố trí xe thu gom trên 10 phường trung tâm TP. Thái Nguyên 70
Bảng 3.22. Giá trị tính toán dân số bằng phương pháp bình phương cực tiểu 73
Bảng 3.23. Ước tính dân số TP. Thái Nguyên từ năm 2012 - 2020 73
Bảng 3.24. Giá trị tính toán lượng rác bằng phương pháp bình phương cực tiểu 74
Bảng 3.25. Khối lượng CTR sinh hoạt phát sinh trên địa bàn TP. Thái Nguyên
đến năm 2020 74
Bảng 3.26. Nhu cầu xe ép rác từ nay đến năm 2020 76
ix
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Nguồn phát sinh CTR sinh hoạt 05
Hình 1.2. GIS và các hệ thống liên quan 11
Hình 1.3. Các hợp phần phần cứng chính 12
Hình 1.4. Thành phần chính của GIS 13
Hình 1.5. Mối quan hệ giữa các chức năng cơ bản của phần mềm GIS 14
Hình 1.6. Xuất dữ liệu và trình bày dữ liệu 15
Hình 1.7. Mối liên quan giữa dữ liệu không gian với phi không gian 16
Hình 1.8. Biểu diễn các đối tượng kiểu cấu trúc dữ liệu vector 17
Hình 1.9. Sự khác biệ giữa cấu trúc dữ liệu vector với dữ liệu rastor trong thể hiện
đối tượng đường 18
Hình 3.1. Biểu đồ nguồn phát sinh CTR sinh hoạt tại TP. Thái Nguyên 35
Hình 3.2. Biểu đồ tổng khối lượng rác phát sinh tại 10 phường trung tâm TP. Thái
Nguyên năm 2010 37
Hình 3.3. Biểu đồ thành phần rác thải của TP. Thái Nguyên 39
Hình 3.4. Sơ đồ thu gom CTR sinh hoạt hiện nay ở TP. Thái Nguyên 42
Hình 3.5. Sơ đồ cơ cấu tổ chức Công ty Môi trường và Công trình đô thị Thái
Nguyên 43
trong các vấn đề môi trường đáng quan tâm đó là chất thải rắn (CTR) sinh hoạt đô thị.
Trong những năm qua, tốc độ đô thị hóa diễn ra rất nhanh đã tạo ra sức ép về
nhiều mặt, dẫn đến suy giảm môi trường và phát triển bền vững. Lượng CTR phát
sinh tại các đô thị và khu công nghiệp ngày càng nhiều với thành phần phức tạp [9].
Do tính phức tạp của việc quản lý CTR nên hầu hết tại các đô thị của Việt Nam
công tác quản lý CTR đang gặp rất nhiều khó khăn, vấn đề chồng chéo trong quản lý là
việc không thể tránh khỏi. Đó chính là vấn đề đáng lo ngại cho các nhà quản lý CTR tại
các đô thị.
Thành phố (TP.) Thái Nguyên là đô thị loại I, trung tâm chính trị, kinh tế,
văn hóa, xã hội của tỉnh Thái Nguyên và là đầu mối giao thông của các tỉnh trung
du, miền núi phía Bắc. Đồng hành với sự phát triển về sản xuất công nghiệp và dịch
vụ của thành phố là những áp lực về môi trường do nhiều loại chất thải, trong đó
chủ yếu là CTR sinh hoạt gây ra.
Tuy hệ thống quản lý CTR của TP. Thái Nguyên đã được xây dựng và
hoạt động dưới sự quan tâm và chỉ đạo của Uỷ ban nhân dân (UBND) tỉnh, Sở
Tài nguyên và Môi trường (TN&MT), Phòng TN&MT thành phố, các ban ngành có
liên quan nhưng hiện nay vẫn chưa hiệu quả. Rác thải sau khi thải bỏ vẫn chưa được
thu gom triệt để, sau khi thu gom vẫn chưa được xử lý đúng quy định gây nên mùi
hôi thối, mất cảnh quan thành phố, gây bức xúc cho người dân địa phương và khách
du lịch đến tham quan.
Dựa trên các điều kiện về nhân lực, kĩ thuật, các yếu tố kinh tế - xã hội của
TP. Thái Nguyên thì việc nâng cao hệ thống quản lý CTR là rất cần thiết. Để thực 2
hiện tốt công việc này thì Hệ thống thông tin địa lý là công cụ đắc lực giúp cho các
nhà quản lý trong quá trình quản lý và ra quyết định.
Với các lí do trên, đề tài: “Ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý (GIS) vào
công tác quản lý, thu gom, vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt tại các phường
- Cung cấp cơ sở khoa học phục vụ công tác xây dựng kế hoạch quản lý CTR
của TP. Thái Nguyên một cách hiệu quả trong giai đoạn mới, nhằm hướng tới mục
tiêu phát triển bền vững kinh tế - xã hội và môi trường trong thành phố.
* Ý nghĩa thực tiễn
- Đánh giá được lượng CTR sinh hoạt phát sinh, tình hình thu gom, vận
chuyển và xử lý CTR sinh hoạt trên địa bàn TP. Thái Nguyên.
- Xây dựng được bộ cơ sở dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian phục
vụ công tác thu gom, vận chuyển CTR sinh hoạt tại các phường trung tâm của
TP. Thái Nguyên. 4
Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học
1.1.1. Một số khái niệm về chất thải rắn sinh hoạt
Để hiểu được khái niệm CTR sinh hoạt, trước tiên chúng ta cần biết được
khái niệm về CTR. Theo Trần Hiếu Nhuệ và cs (2001) [22], CTR được định nghĩa
như sau:
- Theo quan điểm chung: Chất thải rắn là toàn bộ các loại vật chất được con
người loại bỏ trong các hoạt động kinh tế - xã hội của mình (bao gồm: các hoạt
động sống, các hoạt động sản xuất và duy trì sự tồn tại của cộng đồng…). Trong
đó, quan trọng nhất là các loại chất thải sinh ra từ hoạt động sản xuất và hoạt động
sống của con người.
- Theo quan điểm mới: Chất thải rắn đô thị (gọi chung là rác thải đô thị) được
định nghĩa là: “Vật chất mà người ta tạo ra ban đầu vứt bỏ đi trong khu vực đô thị
mà không đòi hỏi được bồi thường cho sự vứt bỏ đó”. Thêm vào đó, chất thải được
gọi là chất thải đô thị nếu chúng được xã hội nhìn nhận như một thứ mà thành phố
Hình 1.1. Nguồn phát sinh CTR sinh hoạt
1.1.2.2. Thành phần CTR sinh hoạt
Chất thải rắn sinh hoạt bao gồm hai thành phần chính đó là thành phần hữu
cơ và thành phần vô cơ. Tùy theo điều kiện cụ thể từng vùng như mức sống, thu
nhập… mà mỗi nơi có thành phần CTR sinh hoạt khác nhau. Nhà dân,
khu dân cư
Cơ quan,
trường học
Nơi vui chơi
giải trí
Giao thông,
xây dựng
Chợ, bến
xe, nhà ga
CTR
Sinh hoạt
Bệnh viện,
- Tro, xỉ: vật chất còn lại trong quá trình đốt than, củi, rơm rạ, lá…ở các gia
đình, nhà hàng, công sở, nhà máy, xí nghiệp…
- Chất thải xây dựng: rác từ các nhà đổ vỡ, hư hỏng gọi là rác đổ vỡ, còn rác
từ các công trình xây dựng, sửa chữa nhà cửa…là rác xây dựng.
- Chất thải đặc biệt: liệt vào loại rác này có rác quét phố, rác từ các thùng rác
công cộng, xác động vật, vôi gạch đổ nát…
- Chất thải từ các nhà máy xử lý ô nhiễm: có rác từ hệ thống xử lý nước,
nước thải, nhà máy xử lý chất thải công nghiệp.
- Chất thải nông nghiệp: vật chất loại bỏ từ các hoạt động nông nghiệp như
gốc rơm rạ, cây trồng, chăn nuôi…
- Chất thải nguy hiểm: chất thải hoá chất, sinh học, dễ cháy, dễ nổ hoặc mang
tính phóng xạ theo thời gian có ảnh hưởng đến đời sống con người, động thực vật.
Trong nhiều trường hợp thống kê người ta phân chia thành 3 loại: CTR từ
sinh hoạt gia đình gọi là rác sinh hoạt, chất thải y tế và chất thải công nghiệp. 7
Theo công nghệ quản lý, xử lý
Ngày nay, việc ứng dụng khoa học kỹ thuật trong từng lĩnh vực thực tế đã
góp phần giảm thiểu chi phí cho các công đoạn thừa trong các quá trình xử lý. Việc
phân chia CTR theo công nghệ quản lý, xử lý là một bước tiến quan trọng, giúp
hiệu quả của quy trình xử lý tăng lên, giảm thiểu lượng ô nhiễm.
Bảng 1.2. Phân loại CTR theo công nghệ quản lý, xử lý
Thành phần Định nghĩa Ví dụ
1. Các ch
ất cháy
được:
+ Giấy
+ Các túi giấy, các mảnh b
ìa,
giấy vệ sinh…
+ Vải, len, bì tải, bì nilon…
+ Các c
ọng rau, vỏ quả, thân
cây, lõi ngô…
+ Đồ dùng bằng gỗ nh
ư bàn,
ghế, thang, giường, đồ chơi, v
ỏ
dừa…
+ Phim cu
ộn, túi chất dẻo, chai,
lọ chất dẻo, các đầu vòi b
ằng
chất dẻo, dây bện, bì nilon…
+ Bóng, giầy, ví, băng cao su…
2. Các ch
ất không
cháy được
+ Các kim loại sắt + Các kim lo
ại
không phải là sắt
+ Thủy tinh
+ Vỏ trai lọ, xương, g
ạch, đá
gốm…
3. Các chất hỗn hợp Tất c
ả các loại vật liệu khác
không phân loại ở phần 1 v
à
2 đều thuộc loại này. Lo
ại
này có thể đư
ợc phân chia
thành 2 phần: kích thư
ớc lớn
hơn 5 mm và nhỏ hơn 5 mm
Đá cuội, cát, đất, tóc…
(Nguồn: Lưu Đức Hải - Giáo trình Cơ sở khoa học môi trường, 2002)[17].
8
1.1.4. Quản lý, thu gom, vận chuyển chất thải rắn sinh hoạt
Hoạt động quản lý CTR sinh hoạt bao gồm các hoạt động quy hoạch, quản lý,
đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng quản lý CTR sinh hoạt, các hoạt động phân loại, thu
gom, lưu trữ, vận chuyển, tái chế, tái sử dụng và xử lý CTR sinh hoạt nhằm ngăn
ngừa, giảm thiểu những tác động có hại đối với môi trường và sức khỏe con người.
Hệ thống quản lý chất thải rắn đô thị là một cơ cấu tổ chức quản lý chuyên
trách về CTR, có vai trò kiểm soát các vấn đề có liên quan đến CTR, quản lý hành
chính, tài chính, luật lệ, quy hoạch và kỹ thuật.
Hoạt động quản lý CTR sinh hoạt thực hiện tối ưu hóa bao gồm các yếu tố:
với công tác quản lý môi trường và công tác quản lý CTR sinh hoạt. Hiện nay, công
tác quản lý rác thải của Việt Nam đã và đang được thực hiện bởi các văn bản pháp
luật sau:
- Luật Bảo vệ môi trường 2005 được Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ
nghĩa Việt Nam khóa XI thông qua tại kỳ họp thứ 8 ngày 29/11/2005 và có hiệu lực
thi hành từ ngày 01/7/2006.
- Quyết định số 152/1999/QĐ-TTg ngày 10/7/1999 của Thủ tướng Chính
phủ phê duyệt chiến lược quốc gia về quản lý CTR tại các khu công nghiệp và khu
đô thị đến năm 2020.
- Thông tư số 45/2006/TT-BTC ngày 25/5/2006 của Bộ Tài chính điều chỉnh,
bổ sung thông tư số 63/2002/TT-BTC về phí và lệ phí.
- Nghị định số 59/2007/NĐ-CP ngày 09/4/2007 của Chính phủ về quản lý
Chất thải rắn.
- Nghị định số 174/2007/NĐ-CP ngày 29/11/2007 của Chính phủ về phí Bảo
vệ môi trường đối với chất thải rắn.
- Thông tư số 13/2007/TT-BXD ngày 31/12/2007 của Bộ Xây dựng hướng
dẫn một số điều của nghị định 59/2007/NĐ-CP ngày 09/4/2007 của Chính phủ về
quản lý Chất thải rắn.
- Thông tư số 39/2008/TT-BTC ngày 19/5/2008 về việc hướng dẫn thực hiện
Nghị định số 174/2007/NĐ-CP ngày 29/11/2007 của Chính phủ về phí Bảo vệ môi
trường đối với chất thải rắn.
- Thông tư số 121/2008/TT-BTC ngày 12/12/2008 của Bộ Tài chính về
hướng dẫn cơ chế ưu đãi và hỗ trợ tài chính đối với hoạt động đầu tư cho quản lý
chất thải rắn. 10
- Quyết định số 2149/2009/QĐ-TTg ngày 17/12/2009 của Thủ tướng Chính
phủ phê duyệt Chiến lược quốc gia về quản lý tổng hợp CTR đến năm 2015, tầm
tích mô hình hoá và hiển thị các dữ liệu không gian có định vị theo toạ độ dùng cho
trái đất và các dữ liệu thuộc tính nhằm thoả mãn các yêu cầu thức tế” [15].
GIS gồm ba cấu phần: Công nghệ (phần mềm), thông tin (dữ liệu địa lý và
dữ liệu liên hệ) và cấu trúc hạ tầng (con người, cơ sở và dịch vụ hỗ trợ) [14].
GIS có sự liên quan chăt chẽ với các thông tin khác như: hệ thiết kế với sự
trợ giúp của máy tính CAD (Compurter- Aided Design), hệ vẽ bản đồ bằng máy
tính, DMS- Hệ quản trị CSDL và ngành Viễn Thám (Remote Sensing- RS), mối
quan hệ này được thể hiện trong hình vẽ sau:
Hình 1.2. GIS và các hệ thống liên quan
1.3.2. Phạm vi ứng dụng của GIS
Ngày nay, với sự phát triển nhanh chóng của khoa học, công nghệ và với
những ưu điểm nổi bật về việc quản lý dữ liệu không gian, thuộc tính. GIS đã mở ra
kỷ nguyên phát triển vượt bậc về việc ứng dụng rộng rãi và có hiệu quả cao trong
nhiều lĩnh vực khác nhau như một số lĩnh vực sau:
Quy hoạch đô thị: Quy hoạch phân bố giao thông, chọn địa điểm, thiết kế
các hệ thống như cấp nước, thoát nước và vị trí của các đối tượng…
Quản lý tài nguyên thiên nhiên: Rất hiệu quả trong quản lý hiện trạng tài
nguyên, động lực làm biến đổi tài nguyên, những phản hồi của con người nhằm khai
thác, sử dụng bền vững tài nguyên.
Nghiên cứu tai biến: là công cụ hỗ trợ đắc lực trong nghiên cứu các loại
hình tai biến cả về hiện trạng và tiềm năng tai biến, giúp giảm thiểu những thiệt hại
do tai biến gây ra. 12
Phõn tớch cỏc tỏc ng mụi trng: phõn tớch tỏc ng ca cỏc d ỏn sn
xut, nh v vựng ụ nhim, vựng nguy him
Thiết bị lu trữ
Thiết bị đầu vào
Thiết bị đầu ra
13
đủ 5 modul trên, nhưng tuỳ thuộc vào mục đích chính của phần mềm mà có modul phát
triển mạnh hơn để thuận lợi cho người sử dụng. Ví dụ: phần mềm Arcview hay
Mapinfor hỗ trợ rất mạnh cho việc xuất dữ liệu cụ thể là trình bày và in bản đồ.
* Dữ liệu địa lý có thể nhận được từ các nguồn sau: bản đồ (trên giấy hoặc đã
được số hoá), ảnh vệ tinh, ảnh máy bay, bảng biểu hay các dữ liệu liên quan khác…
Dữ liệu địa lý luôn gồm hai phần, phần thứ nhất là đối tượng (graphic data) và phần
thứ hai là thuộc tính của dữ liệu (attribute).
* Thành phần thứ ba của GIS là người sử dụng: Người sử dụng có vai trò
thiết lập những quy chuẩn về dữ liệu cũng như cấu trúc của nó, cân đối giữa chi phí
và lợi ích mà sản phẩm của GIS mang lại, phân tích các dữ liệu để có được những
thông tin cần thiết… Đặc biệt là hợp phần để vận hành hệ GIS một cách hữu hiệu.
Hình 1.4. Thành phần chính của GIS
Lu tr d liu v qun lý CSDL
i vi nhng d ỏn s dng GIS nh cú th lu tr cỏc thụng tin a lý di
dng cỏc file n gin. Tuy nhiờn, khi kớch c d liu tr lờn ln hn v s lng
ngi dựng cng nhiu lờn, thỡ cỏch tt nht l s dng h qun tr c s d liu
(DBMS) giỳp cho vic lu tr, t chc v qun lý thụng tin. Mt h qun tr d
liu ch n gin l mt phn mm qun lý CSDL.
Lu tr v qun lý d liu l cỏch t chc d liu theo mt trt t cú h
thng v quy lut cú th truy cp, khai thỏc, tỡm kim v ũi hi, liờn kt d
liu trờn c hai phng din khụng gian v thuc tớnh.
Xut d liu v trỡnh by d liu
Xut d liu v trỡnh by d liu cp n nhng phng thc th hin kt
qu cỏc d liu theo nhng mc ớch nht nh cho ngi s dng. D liu u ra
c th hin hai dng chớnh:
Tơng tác với ngời sử dụng
Vào dữ liệuCác yêu cầu hỏi đáp
CSDL
Biến đổi và xử lý dữ liệu
Xuất dữ liệu và trình bày dữ liệu
15
Dữ liệu cứng
Dữ liệu mềm
Copyright: Tài liệu đại học ©