Thiết lập cơ sở dữ liệu chất lượng nước cho một số lưu vực sông miền Trung với sự trợ giúp của GIS

thiÕt lËp c¬ së d÷ liÖu chÊt l­îng n­íc cho mét sè l­u vùc s«ng miÒn trung víi sù trî gióp cña GIS TS. Ph¹m Hïng - Khoa Kinh tÕ Thuû lîi Ths. Ng« Lª Long - Khoa Thuû v¨n - M«i Tr­êng PGS.TS Lª §×nh Thµnh- Khoa Thuû v¨n-M«i Tr­êng 1. Môc ®Ých, c¬ së thiÕt lËp c¬ së d÷ liÖu. C¬ së d÷ liÖu chÊt l­îng n­íc ®­îc x©y dùng nh»m gióp cho viÖc l­u gÜ÷ c¸c lo¹i th«ng tin vµ c¸c sè liÖu ®iÒu tra ®o ®¹c vÒ chÊt l­îng n­íc cña c¸c l­u vùc s«ng miÒn Trung trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn còng nh­ sau nµy ®­îc thuËn tiÖn, thèng nhÊt , phôc vô tèt cho c«ng t¸c qu¶n lý b¶o vÖ m«i tr­êng cña ®Þa ph­¬ng. HiÖn nay, trong thùc tÕ ®· cã rÊt nhiÒu phÇn mÒm kh¸c nhau cã thÓ sö dông ®Ó thiÕt lËp c¸c c¬ së d÷ liÖu ®Ó l­u tr÷ c¸c sè liÖu c¬ b¶n vÒ tµi nguyªn thiªn nhiªn còng nh­ kinh tÕ x· héi. Tuú theo tõng môc ®Ých vµ yªu cÇu l­u tr÷ sè liÖu cña mçi lÜnh vùc mµ cã thÓ lùa chän c¸c phÇn mÒm thÝch hîp, ®¸p øng yªu cÇu vµ tiÖn lîi. §Ó cã c¬ së d÷ liÖu sau khi x©y dùng cã thÓ sö dông mét c¸ch l©u dµi vµ thuËn tiÖn cho l­u tr÷ th«ng tin vµ sè liÖu cho kiÔm so¸t, qu¶n lý « nhiÔm n­íc trªn c¸c l­u vùc, t¸c gi¶ ®· chän phÇn l­u tr÷ d÷ liÖu theo phÇn mÒm Visual Basic kÕt hîp víi phÇn mÒm vÒ hÖ thèng th«ng tin ®Þa lý (GIS) ®Ó x©y dùng c¬ së d÷ liÖu chÊt l­îng n­íc cho c¸c l­u vùc s«ng Thu Bån, Trµ Khóc, C¸i Nha Trang, C¸i Phan Rang. §©y lµ mét phÇn mÒm sö dông thuËn tiªn vµ cã tÝnh n¨ng hiÖn ®¹i, hy väng r»ng nã sÏ ®­îc sö dông nhiÒu ë ViÖt nam. Ngoµi ra khi c¸c khu c«ng nghiÖp míi, khu d©n c­ ®« thi míi ra ®êi trªn l­u vùc s«ng, phÇn mÒm nµy cã kh¶ n¨ng hç trî cho viÖc cËp nhËt thªm bít sè liÖu, ®ång thêi phôc vô cho c«ng t¸c qu¶n lü gi¸m s¸t sau nµy. H¬n n÷a phÇn mÒm nµy rÊt “mÒm dÎo” nªn cã kh¶ n¨ng øng dông tèt cho c¸c dù ¸n kh¸c nÕu c¸c dù ¸n ®ã tu©n thñ theo c¸c b­íc vµo sè liÖu. 2. GIS - trî gióp thµnh lËp c¬ së d÷ liÖu Chóng ta ®Òu biÕt râ vÒ c¸c ®Æc tÝnh vµ chøc n¨ng cña GIS. Sau ®©y sÏ ®Ò cËp ®Õn viÖc øng dông GIS vµo x©y dùng c¬ së d÷ liÖu chÊt l­îng n­íc cho c¸c l­u vùc s«ng miÒn Trung. Víi sù trî gióp cña GIS ®Æc biÖt lµ kh¶ n¨ng truy nhËp d÷ liÖu, t¹o vµ biÕn ®æi c¸c b¶n ®å, mét c¬ së d÷ liÖu ®Çu vµo sÏ ®­îc miªu t¶ chÝnh x¸c h¬n. Th«ng th­êng c¸c d¹ng l­u tr÷ sè liÖu cña mét l­u vùc phÇn lín ®­îc ph©n ra tõng lÜnh vùc sö dông riªng biÖt. V× thÕ chi phÝ cho viÖc t×m tßi, liªn kÕt c¸c sè liÖu sÏ tèn rÊt nhiÒu thêi gian. GIS ®­a ra c¸c kh¶ n¨ng tiÕt kiÖm ®­îc sù l·ng phÝ ®ã vµ môc tiªu cña ng­êi sö dông ®­îc râ rµng h¬n. HÖ thèng th«ng tin cho phÐp t¹o nªn nguån d÷ liÖu míi. HÖ th«ng tin nµy ®­îc cung cÊp bëi kü thuËt viÔn th¸m. §ã lµ c¸c th«ng tin vÒ ®Þa h×nh, s¬ ®å m¹ng l­íi s«ng, t×nh h×nh sö dông ®Êt, t×nh h×nh s¶n xuÊt c«ng nghiÖp n«ng nghiÖp, vµ c¸c yÕu tè khÝ t­îng thuû v¨n nh­ ®é Èm, m­a, giã .... Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y chÊt l­îng c¸c th«ng tin nµy ngµy cµng ®­îc c¶i thiÖn theo chiÒu h­íng tèt h¬n. Do vËy, viÖc sö dông c¸c th«ng tin nµy cho phÐp øng dông c¸c m« h×nh to¸n vµo m« pháng vµ tÝnh to¸n xãi mßn ngµy cµng ®­îc chÝnh x¸c h¬n. C¬ së d÷ liÖu b¶n ®å ®­îc sè ho¸ b»ng c¸c dông cô nh­ c¸c m¸y scanner, sau ®ã víi sù trî gióp cña GIS sÏ ®­îc ph©n tÝch xö lý vµ ®­îc chÝnh x¸c ho¸ c¸c ®¹i l­îng ®Çu vµo cho c¬ së d÷ liÖu. C¸c sè liÖu ®Çu ra còng ®­îc m« t¶ chi tiÕt. Cô thÓ cã thÓ xem s¬ ®å khèi sau. §Çu vµo - Th«ng tin chung cña dù ¸n ( Môc ®Ých, nhiÖm vô, n«i dung vµ ph­¬ng ph¸p nghiªn cøu) - §iÒu kiÖn tù nhiªn cña khu vùc dù ¸n - C¸c nguån « nhiÔm cña dù ¸n - HÖ thèng t­íi tiªu - B¶n ®å cña khu vùc dù ¸n ( ®Þa h×nh, d©n c­, khu c«ng nghiÖp, n«ng nghiÖp, giao th«ng, hÖ thèng t­ãi tiªu) - VÞ trÝ c¸c ®iÓm lÊy mÉu - Ph­¬ng ph¸p ®o ®¹c vµ ph©n tÝch - B¶ng sè liÖu ®o ®¹c c¸c chØ tiªu chÊt l­îng n­íc C¬ së d÷ liÖu chÊt l­îng n­íc §­îc x©y dùng b»ng ng«n ng÷ lËp tr×nh Visual Basic, Access kÕt nèi víi phÇn mÒm hÖ thèng th«ng tin ®Þa lý Arcview - 3.2 §Çu ra - C¸c s¶n phÈm th«ng tin vÒ dù ¸n ®­îc l­u tr÷ d­íi d¹ng b¶ng biÓu ®­îc truy cËp vµ xem nhanh. - Ph©n tÝch cô thÓ nguån g©y « nhiÔm, truy cËp vµ lÊy th«ng tin nhanh phôc vô cho viÖc viÕt b¸o c¸o. - C¸c s¶n phÈm b¶n ®å ®­îc sè ho¸ d­íi cÊu tróc vect¬ thuËn tiÖn cho truy xuÊt sö dông vµo c¸c môc ®Ých kh¸c nhau. - C¸c s¶n phÈm vÒ ¶nh cã g¾n liÒn víi c¸c ®iÓm ®o - L­u tr÷ sè liÖu phôc vô cho môc ®Ých tra cøu - Thªm bít c¸c sè liÖu - B¶ng l­u tr÷ sè liÖu phôc vô cho viÖc gi¸m s¸t sau nµy H×nh 1. S¬ ®å khèi c¬ së d÷ liÖu chÊt l­îng n­íc cña khu vùc dù ¸n 3. Ph©n tÝch tra cøu c¸c th«ng sè chÊt l­îng n­íc. C¬ së d÷ liÖu ngoµi l­u tr÷ c¸c th«ng tin, sè liÖu vÒ c¸c th«ng sè chÊt l­îng n­íc cßn cã mét phÇn trî gióp cho truy nhËp th«ng tin vµ sè liÖu vÒ c¸c th«ng sè chÊt l­îng n­íc, cô thÓ lµ : a. Truy nhËp c¸c th«ng sè chÊt l­îng n­íc dùa vµo vÞ trÝ lÊy mÉu. Trªn c¬ së c¸c yªu cÇu cña dù ¸n vµ môc ®Ých cña viÖc ®o ®¹c ®¸nh gi¸ chÊt l­îng n­íc, c¸c thèng sè chÊt l­îng n­íc ®­îc chia ra c¸c nhãm chÝnh : - C¸c th«ng sè vËt lý ho¸ häc. - C¸c th«ng sè kim lo¹i nÆng. - C¸c th«ng sè vi sinh. - C¸c th«ng sè vÒ thuèc b¶o vÖ thùc vËt. KÕt hîp víi ®Æc ®iÓm nguån n­íc vµ nguån g©y « nhiÔm trªn ®Þa bµn c¸c l­u vùc (theo kÕt qu¶ ®iÒu tra tæng hîp vÒ « nhiÔm), c¸c vÞ trÝ lÊy mÉu ph©n tÝch chÊt l­îng n­íc ®­îc chia ra : - Trªn c¸c hÖ thèng s«ng. - Trªn c¸c trôc s«ng, kªnh tiªu. - C¸c hå, ao vµ ®Çm, n¬i nhËn n­íc th¶i c«ng nghiÖp hoÆc ®« thÞ. - C¸c giÕng lÊy n­íc ngÇm (giÕng khoan, giÕng kh¬i). - C¸c kªnh, cèng n­íc th¶i c«ng nghiÖp, ®« thÞ, bÖnh viÖn, khu d©n c­. - C¸c kªnh néi ®ång. - N­íc m­a t¹i mét sè ®iÓm ®iÓn h×nh. b. T×m kiÕm c¸c ph­¬ng thøc hiÓn thÞ c¸c th«ng sè chÊt l­îng n­íc: Sau khi x¸c ®Þnh ®­îc c¸c nguån g©y « nhiÔm tiÕn hµnh x¸c ®Þnh c¸c vÞ trÝ lÊy mÉu vµ ph©n tÝch sè liÖu. C¸c vÞ trÝ lÊy mÉu ®­îc ph©n theo ®Æc thï cña c¸c nguån g©y nhiÔm. Do vËy sÏ cã rÊt nhiÒu c¬ së d÷ liÖu vÒ c¸c vÞ trÝ lÊy mÉu nµy. Mçi mét c¬ së d÷ liÖu nµy ®­îc thµnh lËp theo c¸c b­íc sau: - Dùa trªn b¶n ®å hµnh chÝnh cña c¸c l­u vùc ®· ®­îc sè ho¸. - Sè ho¸ b¶n ®å cã liªn quan ®Õn nguån g©y « nhiÔm . - X¸c ®Þnh vÞ trÝ nguån g©y nhiÔm vµ ®¸nh dÊu trªn b¶n ®å. - X¸c ®Þnh vÞ trÝ c¸c ®iÓm lÊy mÉu vµ ®¸nh dÊu trªn b¶n ®å. Mét phÇn mÒm hiÓn thÞ vµ l­u tr÷ c¸c th«ng tin trªn ®­îc viÕt b»ng ng«n ng÷ Visual Basic. CÊu tróc th«ng tin vÒ c¸c vÞ trÝ lÊy mÉu sÏ ®­îc ®­a vµo phÇn “VÞ trÝ lÊy mÉu “ cho tõng l­u vùc cô thÓ. PhÇn mÒm nµy sÏ ®­îc kÕt nèi víi GIS th«ng qua c¸c phÇn më réng cña phÇn mÒm GIS - Arcview 3.2 c. Tra cøu c¸c th«ng sè chÊt l­îng n­íc Trong phÇn nµy mét phÇn mÒm vÒ tra cøu th«ng tin ®­îc x©y dùng. øng víi mçi mét phÇn tra cøu th«ng tin vÒ chÊt l­îng n­íc cña tõng nguån g©y « nhiÔm, cña tõng vÞ trÝ ph©n tÝch mÉu. B¶ng tra cøu nµy cã thÓ lµ mét b¶ng liÖt kª toµn bé c¸c chØ tiªu ph©n tÝch cña tõng mÉu, vµ t­¬ng ÷ng víi vÞ trÝ, ký hiÖu cña c¸c mÉu hoÆc cã thÓ xem tõng chØ tiªu øng víi mét lo¹i mÉu vµ mét vÞ trÝ lÊy mÉu. Ngoµi ra cã thÓ sö dông GIS ®Ó tra cøu c¸c th«ng sè chÊt l­îng n­íc. d. Thªm bít th«ng tin ( phôc vô cho giai ®o¹n theo dâi gi¸m s¸t) ë phÇn nµy chóng t«i còng thµnh lËp thªm mét phÇn thªm hoÆc bít c¸c th«ng tin. Môc ®Ých nµy phôc vô cho giai ®o¹n thiÕt lËp c¸c hÖ thèng quan tr¾c vµ theo dâi. C¸c sè liÖu thu thËp sau nµy cã thÓ thªm vµo tõng môc cña c¸c th«ng tin chÊt l­îng n­íc. Ch¼ng h¹n ®èi víi c¸c khu c«ng nghiÖp cã thÓ thªm c¸c ®iÓm quan tr¾c theo dâi. Sau khi cã sè liÖu cã thÓ tra cøu ®­a thªm vµo môc khu c«ng nghiÖp cña c¬ së d÷ liÖu. §ång thêi cã thÓ ®¸nh dÊu trªn b¶n ®å trong môc GIS. Sau ®ã GIS vµ c¬ së d÷ liÖu tù kÕt nèi vµ tõ ®ã cã thÓ tra cøu c¸c th«ng nµy b»ng GIS lÉn c¸c b¶ng tra cøu. e. C¸c khèi chÝnh cña c¬ së d÷ liÖu Cã thÓ chia ra c¸c khèi :  Khèi th«ng tin gåm - Th«ng tin chung vÒ dù ¸n - Th«ng tin vÒ c¸c nguån g©y « nhiÔm - Th«ng tin m« t¶ c¸c vÞ trÝ lÊy mÉu  C¬ së nguån « nhiÔm chÊt l­îng n­íc - Th«ng tin chung vÒ c¸c nguån g©y « nhiÔm - Chi tiÕt vÒ c¸c nguån g©y « nhiÔm  Khèi tra cøu th«ng tin chung vÒ c¸c th«ng sè chÊt l­îng n­íc - Th«ng sè ch©t l­îng n­íc th¶i c«ng nghiÖp - Th«ng sè chÊt l­îng n­íc th¶i ®« thÞ - Th«ng sè chÊt l­îng n­íc th¶i n«ng nghiÖp - Th«ng sè chÊt l­îng n­íc m­a - Th«ng sè chÊt l­îng n­íc ngÇm - Th«ng s« chÊt l­îng n­íc ao hå s«ng  Khèi tra cøu vµ thªm bít c¸c th«ng sè. PhÇn nµy ®­îc diÔn d¶i chi tiÕt h¬n khèi trªn  Khèi c¸c b¶n ®å phôc vô tra cøu - B¶n ®å khu vùc dù ¸n - B¶n ®å c¸c khu c«ng nghiÖp vµ khu r¸c th¶i - B¶n ®å vïng s¶n xuÊt n«ng nghiÖp - B¶n ®å vÞ trÝ lÊy mÉu - B¶n ®å ph©n vïng « nhiÔm Chi tiÕt xem h×nh 2 c¸c hÖ thèng menu chÝnh cña c¬ së d÷ liÖu chÊt l­îng n­íc mét sè l­u vùc s«ng miÒn Trung. H×nh 2 : HÖ thèng menu chÝnh cña c¬ së d÷ liÖu chÊt l­îng n­íc mét sè l­u vùc s«ng miÒn Trung. 4. KÕt luËn Bªn trªn lµ giíi thiÖu vÒ viÖc thiÕt lËp c¬ së d÷ liÖu chÊt l­îng n­íc cho mét sè hÖ thèng s«ng miÒn Trung d­íi sù trî gióp cña hÖ thèng th«ng tin ®Þa lý GIS. C¬ së d÷ liÖu chÊt l­îng n­íc nµy ®­îc nhãm t¸c gi¶ nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn cho mét sè l­u vùc s«ng vµ hÖ thèng thuû n«ng kh¸c nh­ hå Nói Cèc, hÖ thèng thuû n«ng An Kim H¶i, l­u vùc s«ng CÇu. Hy väng trong thêi gian tíi nã sÏ ®­îc nh©n réng cho c¸c l­u vùc kh¸c gãp phÇn n©ng cao qu¶n lý, gi¸m s¸t chÊt l­îng n­íc s«ng, tiÕn tíi phôc vô cho bµi to¸n cÊp phÐp x¶ th¶i cho c¸c c¬ së s¶n xuÊt n»m trªn c¸c l­u vùc vµ hÖ thèng thuû n«ng. Ngoµi ra dùa trªn nguyªn lý khi viÕt phÇn mÒm nµy, nhãm t¸c gi¶ cßn nhËn thÊy nã cßn cã thÓ øng dông tèt cho c¸c c«ng t¸c qu¶n lý l­u tr÷ sè liÖu víi c¸c môc ®Ých kh¸c nhau. 5. Tµi liÖu tham kh¶o [1]. User`s guide ARC-View 3.2. Environmental Systems Research Institute (ESRI).1999. [2]. Ng« §×nh TuÊn, Lª §×nh Thµnh, Ph¹m Hïng, Ng« Lª Long,.., B¸o c¸o ®iÒu tra ®¸nh gi¸ chÊt l­îng n­íc mét sè l­u vùc s«ng miÒn Trung, Hµ Néi - 2002. [3]. Malczewski, Jacek, GIS and multicriteria decision analysis, John Wiley & Sons, Inc - 1999. [4]. Bartelme, N, GIS - Technologie, Springler-Verlag, Berlin-1989. [5]. Razavi, Amir H. Acview/Avenue developer’s guide, Thomson Learning-1999. ... - tailieumienphi.vn