intTypePromotion=1
ADSENSE

(Dự thảo) Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học môi trường: Nghiên cứu tính biến động theo thời gian của CO và PM10 tại một số trạm quan trắc môi trường không khí tự động, cố định ở Việt Nam

Chia sẻ: Tathimu Tathimu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:25

69
lượt xem
10
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án phân tích các đặc trưng biến động (đặc trưng số bao gồm: giá trị trung bình, phương sai, độ lệch chuẩn, hệ số biến động và đặc trưng hàm cấu trúc) của hai thông số khí CO và bụi PM10 theo thời gian dựa trên chuỗi số liệu quan trắc tự động liên tục, chỉ ra được đây là các quá trình dừng hay không dừng và sự khác biệt về đặc trưng cấu trúc thống kê tại 3 khu vực địa lý (Láng - thành phố Hà Nội, Đà Nẵng - thành phố Đà Nẵng và Nhà Bè - thành phố Hồ Chí Minh),...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: (Dự thảo) Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học môi trường: Nghiên cứu tính biến động theo thời gian của CO và PM10 tại một số trạm quan trắc môi trường không khí tự động, cố định ở Việt Nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI<br /> TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN<br /> <br /> Trần Thị Thu Hường<br /> <br /> NGHIÊN CỨU TÍNH BIẾN ĐỘNG THEO THỜI GIAN CỦA CO VÀ PM10 TẠI MỘT SỐ<br /> TRẠM QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG, CỐ ĐỊNH Ở VIỆT NAM<br /> <br /> CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG<br /> MÃ SỐ<br /> : 62 44 03 01<br /> (DỰ THẢO) TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ<br /> KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG<br /> <br /> HÀ NỘI, NĂM 2016<br /> <br /> Công trình được hoàn thành tại Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà<br /> Nội.<br /> <br /> Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Phạm Ngọc Hồ<br /> <br /> Phản biện:…………………………………………………….<br /> …………………………………………………..<br /> Phản biện:…………………………………………………….<br /> …………………………………………………...<br /> Phản biện:…………………………………………………….<br /> …………………………………………………..<br /> Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận án tiến sĩ họp<br /> tại…………...…………………………………………................<br /> ………………………………………………………………………………<br /> …. vào hồi<br /> <br /> giờ<br /> <br /> ngày<br /> <br /> tháng<br /> <br /> năm 20…<br /> <br /> Có thể tìm hiểu luận án tại:<br /> -<br /> <br /> Thư viện Quốc gia Việt Nam;<br /> <br /> -<br /> <br /> Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội<br /> <br /> MỞ ĐẦU<br /> <br /> 1. Sự cần thiết nghiên cứu của đề tài luận án<br /> Việc đánh giá tính biến động và nội/ngoại suy theo thời gian và không gian của các thông số<br /> môi trường không khí dựa trên chuỗi số liệu đo đạc thực nghiệm để phục vụ công tác đánh giá hiện<br /> trạng và cảnh báo ô nhiễm cũng như phục vụ cho quy hoạch phát triển kinh tế, xã hội là hết sức quan<br /> trọng. Hiện nay, ngoài những phương pháp thu thập số liệu đo đạc bằng các thiết bị thông dụng<br /> truyền thống, Nhà nước đã đầu tư lắp đặt một số trạm quan trắc môi trường tự động liên tục cố định<br /> với trang thiết bị hiện đại, cung cấp bộ số liệu liên tục và đáng tin cậy. Tuy nhiên, kinh phí trợ giúp<br /> cho bảo trì bảo dưỡng còn rất hạn chế, vì vậy số liệu quan trắc của các trạm này do nhiều lý do<br /> khách quan và chủ quan không tránh khỏi sự thiếu hụt cần phải có những nghiên cứu nhằm bổ<br /> khuyết số liệu thiếu hụt để có đủ dữ liệu phục vụ nghiên cứu đánh giá hiện trạng và cảnh bảo ô<br /> nhiễm. Vì vậy, việc nghiên cứu tính biến động để nắm được quy luật biến đổi của các thông số ô<br /> nhiễm, trên cơ sở đó thiết lập mô hình nội/ngoại suy bổ khuyết số liệu thiếu hụt có tính cấp thiết, ý<br /> nghĩa khoa học và thực tiễn.<br /> 2. Mục tiêu nghiên cứu<br /> - Phân tích các đặc trưng biến động (đặc trưng số bao gồm: giá trị trung bình, phương sai, độ<br /> lệch chuẩn, hệ số biến động và đặc trưng hàm cấu trúc) của hai thông số khí CO và bụi PM10 theo<br /> thời gian dựa trên chuỗi số liệu quan trắc tự động liên tục, chỉ ra được đây là các quá trình dừng hay<br /> không dừng và sự khác biệt về đặc trưng cấu trúc thống kê tại 3 khu vực địa lý (Láng - thành phố Hà<br /> Nội, Đà Nẵng - thành phố Đà Nẵng và Nhà Bè - thành phố Hồ Chí Minh).<br /> - Ứng dụng mô hình nội/ngoại suy bổ khuyết số liệu thiếu hụt từ số liệu quan trắc môi trường<br /> không khí tự động liên tục cố định dựa trên quá trình ngẫu nhiên nhiễu động dừng.<br /> - Đề xuất quy trình bổ khuyết số liệu thiếu hụt áp dụng cho khí CO và bụi PM10 tại 03 trạm<br /> nghiên cứu, đánh giá sai số tương đối và hiệu suất của mô hình.<br /> - Đề xuất các giải pháp quản lý và kỹ thuật trong vận hành các trạm quan trắc môi trường<br /> không khí tự động cố định và di động.<br /> 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu<br /> - Đối tượng nghiên cứu: tính biến động theo thời gian của khí CO và bụi PM10 dựa trên số<br /> liệu quan trắc tại 03 trạm nghiên cứu bao gồm: giá trị trung bình, phương sai, độ lệch chuẩn, hệ số<br /> biến động và hàm cấu trúc thời gian biến đổi theo khoảng thời gian τ = Δt.<br /> - Phạm vi nghiên cứu: môi trường không khí xung quanh 03 trạm quan trắc môi trường<br /> không khí cố định tự động thuộc các khu vực địa lý khác nhau:<br /> + Khu vực phía Bắc: Trạm Láng - thành phố Hà Nội;<br /> + Khu vực miền Trung: Trạm Đà Nẵng - thành phố Đà Nẵng;<br /> + Khu vực phía Nam: Trạm Nhà Bè - thành phố Hồ Chí Minh.<br /> <br /> 3<br /> <br /> - Thời gian lựa chọn chuỗi số liệu nghiên cứu được lấy từ khi các trạm quan trắc môi trường<br /> không khí tự động cố định hoạt động ổn định là năm 2004 đến 2010.<br /> 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án<br /> Nghiên cứu đặc trưng biến động (đặc trưng số và đặc trưng hàm) của khí CO và bụi PM10 đã<br /> khẳng định đây là các quá trình không dừng, từ đó có nghiên cứu sâu trong việc áp dụng lý thuyết<br /> quá trình ngẫu nhiên dừng phục vụ bài toán nội/ngoại suy bổ khuyết số liệu thiếu hụt tại các trạm<br /> quan trắc môi trường không khí tự động cố định.<br /> Việc đề xuất sử dụng quá trình ngẫu nhiên với nhiễu động dừng trong đề tài luận án góp<br /> phần bổ sung hướng nghiên cứu nội/ngoại suy nói riêng và dự báo chất lượng môi trường không khí<br /> nói chung ở Việt Nam.<br /> Áp dụng mô hình nội/ngoại suy thử nghiệm nội/ngoại suy cho hai thông số CO và PM 10 tại<br /> ba khu vực nghiên cứu (Láng - thành phố Hà Nội, Đà Nẵng - thành phố Đà Nẵng, Nhà Bè - thành<br /> phố Hồ Chí Minh). Kết quả thử nghiệm cho thấy hiệu suất mô hình đạt độ chính xác cao từ 75% đến<br /> 99,9%. Đây là cơ sở để khuyến nghị ứng dụng phương pháp nội/ngoại suy cho các thông số khác<br /> của các trạm quan trắc môi trường không khí tự động cố định và di động (xe quan trắc) ở nước ta.<br /> Ngoài ra, quy trình nội/ngoại suy được thiết lập sẽ giúp các quan trắc viên làm việc tại các<br /> trạm quan trắc môi trường tự động cố định dễ dàng sử dụng để tính toán bổ khuyết chuỗi số liệu<br /> thiếu hụt, đảm bảo cung cấp chuỗi số liệu đầy đủ để xây dựng bộ cơ sở dữ liệu phục vụ cho công tác<br /> quản lý môi trường và các nghiên cứu liên quan.<br /> 5. Những đóng góp mới của luận án<br /> - Phân tích tính biến động của hai thông số CO và PM10 thông qua các đặc trưng số (biến<br /> trình ngày đêm, phương sai, độ lệch chuẩn và hệ số biến động) và đặc trưng hàm (hàm cấu trúc) cho<br /> thấy các đặc trưng biến đổi theo ngày, mùa, năm và vị trí địa lý tại các khu vực nghiên cứu. Điều<br /> này được giải thích: các yếu tố khí tượng, khí hậu (tốc độ gió, hướng gió, nhiệt độ, lượng mưa, thời<br /> gian mưa, độ ẩm, áp suất) và trạng thái tầng kết nhiệt (bất ổn định, cân bằng phiếm định và ổn định)<br /> trong lớp không khí gần mặt đất ảnh hưởng rất lớn đến môi trường không khí, nên chúng phá vỡ quy<br /> luật biến động của các thông số khảo sát, do đó các đặc trưng số và hàm không thể xem là những quá<br /> trình ngẫu nhiên dừng.<br /> - Luận án đã áp dụng lý thuyết các quá trình ngẫu nhiên và lần đầu tiên ở Việt Nam đã đề<br /> xuất sử dụng quá trình ngẫu nhiên qui tâm (nhiễu động dừng) trong nghiên cứu môi trường không<br /> khí để xây dựng hàm cấu trúc của nhiễu động dừng biến đổi theo khoảng thời gian Δt = τ. Trên cơ sở<br /> đó xây dựng hàm cấu trúc thực nghiệm của nhiễu động dừng cho 02 thông số CO và PM10 tại 3 trạm<br /> nghiên cứu theo các mùa (tại Trạm Láng là mùa xuân, mùa hạ, mùa thu và mùa đông; tại Trạm Đà<br /> Nẵng và Nhà Bè là mùa khô và mùa mưa).<br /> - Sử dụng phương pháp hồi quy để xấp xỉ đường cong hàm cấu trúc thực nghiệm của nhiễu<br /> động dừng dưới dạng hàm lnτ, trên cơ sở đó đánh giá khoảng dừng thích hợp, làm cơ sở cho việc giải<br /> hệ phương trình tìm ra các nhân tử nội/ngoại suy. Từ đó áp dụng mô hình nội/ngoại suy bổ khuyết số<br /> liệu thiếu hụt cho hai thông số CO và PM10 đạt hiệu suất cao từ 75 - 99,9%.<br /> <br /> 4<br /> <br /> Chƣơng 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU<br /> 1.1. Nghiên cứu tính biến động và nội/ngoại suy số liệu môi trƣờng không khí trên thế giới và<br /> ở Việt Nam<br /> 1.1.1. Nghiên cứu tính biến động của các thông số môi trường không khí<br /> Việc nghiên cứu đặc trưng biến động của các thông số môi trường không khí đã được nhiều<br /> quốc gia quan tâm nhằm phục vụ công tác đánh giá hiện trạng ô nhiễm, đánh giá xu hướng biến đổi<br /> của các chất ô nhiễm phục vụ quá trình hoạch định các chiến lược phát triển kinh tế xã hội bền vững.<br /> Các nghiên cứu trên thế giới và trong nước đều cho thấy sự biến động của các thông số môi<br /> trường không khí có ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng như: nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa, hướng<br /> gió, tốc độ gió, bên cạnh đó là các tác động của các nguồn thải từ các hoạt động dân sinh, công<br /> nghiệp, giao thông hay cháy rừng… Các nghiên cứu hầu hết đều phân chia chuỗi số liệu quan trắc<br /> theo ngày, mùa để nghiên cứu tính biến động theo thời gian và không gian.<br /> 1.1.2. Nghiên cứu nội/ngoại suy chuỗi số liệu của các thông số môi trường không khí<br /> Việc sử dụng số liệu của các trạm quan trắc tự động cố định liên tục 24/24 giờ trong ngày<br /> ứng với từng mùa trong năm để có cơ sở dữ liệu phục vụ bài toán nội/ngoại suy bổ khuyết số liệu<br /> thiếu hụt trong nhiều thời điểm quan trắc đã được triển khai ứng dụng ở nước ngoài và Việt Nam.<br /> Hai phương pháp chủ yếu được sử dụng liên quan đến vấn đề nội/ngoại suy gồm có:<br /> - Phương pháp hồi quy bán thực nghiệm mô phỏng nồng độ chất gây ô nhiễm theo không<br /> gian và thời gian dựa trên chuỗi số liệu thực nghiệm có sẵn với hệ số tương quan hồi qui R2 đạt từ<br /> 0,75 đến 1.<br /> - Phương pháp sử dụng đặc trưng hàm của lý thuyết quá trình ngẫu nhiên: Trong khí tượng,<br /> thủy văn và môi trường phương pháp sử dụng đặc trưng hàm (hàm tương quan hoặc hàm cấu trúc<br /> thời gian) để thiết lập các mô hình nội/ngoại suy, lọc sai số ngẫu nhiên, làm trơn chuỗi số liệu bổ<br /> khuyết số liệu thiếu hụt được triển khai ứng dụng mạnh mẽ ở Liên Xô và các nước Đông Âu từ<br /> những năm đầu của thế kỷ XIX. Tiếp cận chủ yếu của phương pháp sử dụng đặc trưng hàm là xem<br /> các chất ô nhiễm khảo sát là quá trình trình ngẫu nhiên dừng. Bên cạnh hai phương pháp hồi qui bán<br /> thực nghiệm và sử dụng đặc trưng hàm còn có rất nhiều các phương pháp khác dựa trên lý thuyết<br /> khuếch tán tán rối, động lực học thống kê… Các phương pháp này chủ yếu để tính toán mô phỏng<br /> và dự báo quá trình lan truyền chất ô nhiễm trong môi trường không khí.<br /> Trong luận án, tác giả sử dụng đặc trưng hàm cấu trúc của nhiễu động dừng và kết hợp với<br /> phương pháp hồi qui hàm cấu trúc thực nghiệm để ứng dụng thiết lập mô hình nội/ngoại suy bổ<br /> khuyết số liệu tại các trạm quan trắc môi trường không khí tự động cố định.<br /> 1.2. Khái quát ô nhiễm môi trƣờng không khí xung quanh các trạm quan trắc cố định<br /> tự động Láng - thành phố Hà Nội, Đà Nẵng - thành phố Đà Nẵng và Nhà Bè - thành phố Hồ<br /> Chí Minh<br /> 1.2.1. Vị trí địa lý và đặc điểm của các trạm<br /> Trạm Láng, trạm Đà Nẵng và trạm Nhà Bè được quyết định đưa vào mạng lưới trạm điều tra<br /> cơ bản của Trung tâm Mạng lưới khí tượng thuỷ văn và môi trường - Trung tâm Khí tượng Thuỷ văn<br /> <br /> 5<br /> <br />
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2