JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE
Social Sci., 2014, Vol. 59, No. 10, pp. 155-161
This paper is available online at

ỨNG DỤNG GIS KẾT HỢP VỚI CHỈ SỐ WQI ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG
NƯỚC MẶT TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ VINH, TỈNH NGHỆ AN
Lương Thị Thành Vinh

Khoa Địa lí - Quản lí tài nguyên, Trường Đại học Vinh
Tóm tắt. Bài báo trình bày kết quả ứng dụng công nghệ GIS kết hợp với chỉ số WQI trong
việc đánh giá chất lượng nước mặt trên địa bàn thành phố Vinh phục vụ cho công tác quy
hoạch mạng lưới quan trắc nước mặt trên địa bàn. Kết quả về đánh giá chất lượng nước mặt
được thể hiện bằng việc nội suy mạng lưới các điểm quan trắc dựa vào chỉ số WQI trên
phần mềm Mapinfo.
Từ khóa: Ứng dụng GIS, chỉ số WQI, chất lượng nước mặt.

1.

Mở đầu

Chỉ số WQI là một loại chỉ số tổng hợp đánh giá chất lượng nước mặt thông qua một số các
thông số đặc trưng kết hợp với việc ứng dụng GIS để thể hiện nó lên bản đồ trực quan [1, 2]. Hiện
nay việc đánh giá chất lượng nước mặt phải sử dụng rất nhiều các thông số (23 thông số) nên gây
rất khó khăn trong việc tính toán và lưu trữ số liệu. Điều này được khắc phục bởi việc ứng dụng
công nghệ GIS vào thành lập bản đồ nội suy nước mặt mạng lưới quan trắc. Bản đồ là căn cứ giúp
xác định nhanh ranh giới, khu vực chất lượng nước trong một khu vực. Bản đồ giúp việc thống kê,
so sánh về chất lượng, diện tích chất lượng từng loại nước một cách dễ dàng và có thể cập nhật dữ
liệu một cách nhanh chóng.
Thành phố Vinh là thành phố đa ngành, cỡ trung bình của cả nước, và là một trong những
thành phố có ý nghĩa quan trọng đối với khu vực Bắc Trung Bộ và là trung tâm phát triển kinh tế văn hóa – xã hội của tỉnh Nghệ an. Việc xây dựng bản đồ nội suy và kết hợp đánh giá chỉ số WQI
về chất lượng nước mặt phục vụ cho công tác đánh giá, quản lí nước mặt trên địa bàn thành phố có

cho GIS có phạm vi ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực khác nhau (phân tích các sự kiện, dự đoán
tác động và hoạch định chiến lược) và cũng giúp phân biệt GIS với các công nghệ khác.

2.2.

Ứng dụng công nghệ GIS kết hợp chỉ số WQI để đánh giá chất lượng
nước mặt thành phố Vinh, Nghệ An.

2.2.1. Quy trình đánh giá chất lượng nước mặt ứng dụng GIS
Quy trình thực hiện như sau:
B1: Thu thập số liệu: Số liệu (đã qua xử lí) có thể thu thập từ nhiều nguồn tài liệu khác
nhau, từ các cơ quan Quan trắc, phòng Tài nguyên. . .
B2: Tính chỉ số WQI: Thực hiện tính WQI thông qua các thông số và nguyên tắc có sẵn.
Các thông số bao gồm: DO, BOD5 , COD, NH4 + , PO4 −, pH, Độ đục.
B3: Đánh giá chỉ số: Khi tính xong chỉ số chúng ta tiến hành đánh giá chất lượng nước mặt
thông qua việc so sánh chỉ số này với những cách phân chia phù hợp với từng mục đích sử dụng.
B4: Tạo BĐ mạng lưới quan trắc nước mặt: Sử dụng phần mềm MapInfo để tạo BĐ mạng
lưới.
B5: Cập nhật DL quan trắc: Sau khi tạo được BĐ mạng lưới chúng ta tiến hành cập nhật
DL (WQI) cho mạng lưới thông qua phần mềm MapInfo.
B6: Nội suy BĐ: Sử dụng công cụ Vertical Mapper để nội suy BĐ tạo ra BĐ chất lượng
nước mặt.

2.2.2. Tính WQI của các điểm quan trắc trên địa bàn thành phố Vinh
- Tính toán WQI thông số:
+ WQI thông số (WQISI ) được tính toán cho các thông số BOD5 , COD, N-NH4 , P-PO4 ,
TSS, độ đục, Tổng coliform theo công thức như sau:

Trong đó:
BPi : Nồng độ giới hạn dưới của giá trị thông số quan trắc được quy định trong bảng 1 tương

BOD5
COD
N-NH4
P-PO4
Độ đục
TSS
Coliform
(mg/L)
(NTU)
(mg/L) (MPN/100m/L)
(mg/L)
(mg/L)
(mg/L)
≤4
≤ 10
≤ 0,1
≤ 0,1
≤5
≤ 20
≤ 2500
6
15
0,2
0,2
20
30
5000
15
30
0,5


Trong đó:
Cp : giá trị DO % bão hòa
BPi , BPi+1 , qi , qi+1 là các giá trị tương ứng với mức i, i+1 trong bảng 2
i
BPi
qi

2.

1
≤ 20
1

Bảng 2. Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với DO%baohoa
2
20
25

3
50
50

4
75
75

5
88
100

Bảng 2.
* Nếu giá trị DO%baohoa ≥200 thì WQIDO bằng 1.
+ Tính giá trị WQI đối với thông số pH
Bảng 3. Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với thông số pH
1
≤ 5,5
1

I
BPi
qi

2
5,5
50

3
6
100

4
8,5
100

5
9
50

6
≥9

Bảng 4. Bảng xác định mức đánh giá chất lượng nước

Mức đánh giá chất lượng nước
Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt
Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng cần các
biện pháp xử lí phù hợp
Sử dụng cho mục đích tưới tiêu và các mục đích tương
đương khác
Sử dụng cho giao thông thủy và các mục đích tương
đương khác
Nước ô nhiễm nặng, cần các biện pháp xử lí trong tương
lai

Màu
Xanh nước biển
Xanh lá cây
Vàng
Da cam
Đỏ


Ứng dụng GIS Kết hợp với chỉ số WQI để đánh giá chất lượng nước mặt...

Bảng 5. Kết quả tính WQI (Nguồn: Tác giả)
WQI
thông
số

pH


100
100
100
100
100
100
100
100
100

75
100
100
41
100
94
66
91
35
40
53
91
100
100
100

48
100
54
100

57
55
100
100
62
60
8
15
29
80
100
100
100

NH4
64
71
78
1
68
34
3
11
1
1
1
100
93
37
74

7,29757
7,29757
7,29757
7,29757
7,29757
7,29757
7,29757

Do
%
bão
hoà
75
104
100
39
101
85
66
83
32
38
53
83
97
93
98

WQI
mẫu

+ Chuyển từ mô hình nội suy về dạng bản đồ vector bằng công cụ Contour trong Grid
Manager, trong đó các giá trị được gộp theo các mức đánh giá chất lượng nước mặt, thay đổi màu
sắc phù hợp quy định (Bảng 4).
+ Chồng xếp bản đồ nội suy với bản đồ hành chính thành phố Vinh bằng công cụ Overlay
Tool.
+ Cập nhật trường diện tích cho bản đồ kết quả.
+ Biên tập bản đồ, chiết xuất dữ liệu thuộc tính, thực hiện phân tích.
Kết hợp bảng tính kết quả WQI và bản đồ nội suy có thể thấy chất lượng nước mặt trên địa
bàn thành phố chủ yếu vẫn có thể sử dụng cho mục đích sinh hoạt nhưng cần có những biện pháp
159


Lương Thị Thành Vinh

xử lí trong tương lai (Nghi Ân, Nghi Đức, Nghi Phú...), và nước sử dụng cho tưới tiêu hay các mục
đích khác tương đương (Hưng Đông, Đội Cung, Lê Mao...). Tỉ lệ nước sử dụng tốt cho sinh hoạt
là tương đối thấp nhưng tỉ lệ nước bị ô nhiễm nặng chưa xuất hiện. Nước chủ yếu bị ô nhiễm hữu
cơ do chất thải sinh hoạt do hệ thống thoát nước chưa đảm bảo sự lưu thông nguồn nước gây tình
trạng ao tù nước đọng nhất là vào các mùa mưa.
Như vậy, nhìn chung thì nguồn nước mặt của thành phố đang có thể sử dụng cho sinh hoạt
chỉ cần một số biện pháp xử lí trong tương lai để đảm bảo hơn. Và cần có các công tác tích cực
hơn trong việc quan trắc, đánh giá tình hình nước mặt để đảm bảo có những hướng sử dụng, khai
thác thích hợp đảm bảo sự bền vững.

Hình 1. Bản đồ đánh giá chất lượng nước mặt thành phố Vinh năm 20123

3.

Kết luận


in the area. Surface water quality is shown by interpolating the monitoring sites using the WQI
index and MapInfo software.

161