Ứng dụng GIS: Báo cáo nghiên cứu khoa học sắp xếp hệ thống thu gom chất thải rắn tại Thành phố Huế

TẠP CHÍ KHOA HỌC, Đại học Huế, Số 59, 2010

ỨNG DỤNG GIS SẮP XẾP LẠI HỆ THỐNG THU GOM CHẤT THẢI RẮN

TẠI THÀNH PHỐ HUẾ

Nguyễn Tiến Hoàng, Lê Bảo Tuấn

Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế

Lê Văn Thăng

Viện Tài nguyên Môi trường và Công nghệ sinh học, Đại học Huế

TÓM TẮT

Trong những năm gần đây, thành phố Huế đã có nhiều bước tiến trong công tác quản lý

chất thải rắn. Tỷ lệ thu gom chất thải rắn đạt 95% trên toàn thành phố. Tuy nhiên, thực tiễn cho

thấy hệ thống thu gom chất thải rắn tồn tại một số bất cập. Hình thức thu gom chủ yếu mang

tính thủ công, hệ thống thùng rác hoạt động chưa đạt hiệu quả cao. Công tác quản lý thiếu công

cụ hiện đại hỗ trợ.

Xuất phát từ thực tế đó, đề tài nghiên cứu hai vấn đề: xây dựng cơ sở dữ liệu GIS về hệ

thống thu gom chất thải rắn và ứng dụng công nghệ GIS thử nghiệm sắp xếp lại hệ thống thùng

rác trên địa bàn nghiên cứu. Cơ sở dữ liệu GIS đề tài xây dựng là cơ sở để đánh giá hiện trạng

hệ thống thu gom chất thải rắn và cung cấp dữ liệu, quy trình để nâng cao công tác quản lý chất

thải rắn bằng công nghệ GIS tại thành phố Huế.

Từ khóa: buffer, chất thải rắn, GIS.

1. Mở đầu

Với vị thế là một thành phố di sản, thành phố Festival, trung tâm du lịch của cả

nước, công tác bảo vệ môi trường được ưu tiên hàng đầu ở đô thị Huế. Trong những

năm gần đây, thành phố ngày càng mở rộng về quy mô và dân số tiếp tục tăng nhanh

(khoảng 1,2%/năm). Cùng với đó, lượng chất thải rắn phát sinh tăng trung bình từ 8 –

10% mỗi năm. Thành phố đã có nhiều nỗ lực trong việc xây dựng và vận hành hệ thống

thu gom, vận chuyển và xử lý chất thải rắn. Tỷ lệ thu gom chất thải rắn đạt 95% trên

toàn địa bàn [1]. Tuy nhiên, trong xu thế phát triển của thành phố, hệ thống thu gom và

quản lý chất thải rắn vẫn tồn tại một số bất cập như hình thức thủ công, thời gian thu

gom kéo dài. Đặc biệt trong thời đại khoa học kĩ thuật hiện đại, việc áp dụng công nghệ

GIS vào công tác quản lý chất thải rắn là một bước đi cần thiết để nâng cao hiệu quả

quản lý hệ thống thu gom chất thải rắn.

Do giới hạn về mặt thời gian, phạm vi nghiên cứu của đề tài chỉ là khu vực Nam

sông Hương của thành phố Huế gồm 9 phường thuộc khu vực thành thị và 3 xã ở khu

vực nông thôn.

2. Dữ liệu và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở dữ liệu GIS về hệ thống thu gom chất thải rắn tại thành phố Huế gồm 3

thành phần: hệ thống thùng rác, các bãi xe gom và các điểm hẹn tập kết rác. Mỗi thành

phần được tích hợp hai loại dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính.

2.1. Dữ liệu không gian

Dữ liệu không gian được xác định bằng máy định vị Garmin GPS eTrex. Dữ liệu

máy định vị cung cấp bao gồm tọa độ địa lý và cao độ của đối tượng nghiên cứu. Trong

giới hạn nghiên cứu của đề tài, dữ liệu không gian chỉ bao gồm tọa độ địa lý của các đối

tượng: thùng rác, bãi xe gom và điểm hẹn. Tọa độ địa lý xác định theo hệ quy chiếu trắc

địa WGS84 (World Geodetic System), lưới chiếu tọa độ phẳng UTM (Universal

Transverse Mercator). Tuy nhiên, cao độ của đối tượng có thể sử dụng cho các mục đích

khác như dự báo tình trạng ngập nước của hệ thống thu gom chất thải rắn trong mùa lũ.

2.2. Dữ liệu thuộc tính

Dữ liệu thuộc tính được thu thập bằng các phương pháp quan sát, điều tra, đo

đạc và thu thập tài liệu. Đề tài sử

dụng phần mềm MapInfo 8.0 để

quản lý dữ liệu bằng cách tích hợp

các dữ liệu thuộc tính này vào các

đối tượng bản đồ tương ứng. Dữ liệu

thuộc tính có hai loại: loại không

thay đổi theo thời gian (thể tích, màu

sắc, loại thùng, loại xe, tình trạng

thùng…) và loại thay đổi theo thời

gian (lượng rác thu gom). Dữ liệu

thuộc tính của đề tài được lưu trữ,

quản lý bằng phần mềm MapInfo 8.0

dưới dạng bảng.

2.3. Xây dựng bản đồ hệ

thống thu gom chất thải rắn

Các bản đồ địa lý thông

thường và bản đồ GIS đều được xây

dựng theo một quy trình nhất định.

Đề tài sử dụng phần mềm MapInfo

để biên tập nội dung bản đồ [3]. Quy

trình xây dựng bản đồ hệ thống thu

gom chất thải rắn tại thành phố Huế

được trình bày trong Hình 1.

Hình 1.

Quy trình xây dựng bản đồ hệ thống

thu gom chất thải rắn

Phạm vi ứng dụng của bản đồ:

- Đánh giá hiện trạng hệ thống thu gom chất thải rắn tại khu vực Nam sông

Hương, thành phố Huế.

- Cung cấp cơ sở dữ liệu cho công tác quản lý chất thải rắn.

- Hình thành một hệ thống mở để cập nhật và biến đổi dữ liệu, phân tích không

gian, trợ giúp các quyết định quản lý và quy hoạch hệ thống thu gom chất thải rắn trong

tương lai.

2.4. Quy trình thử nghiệm sắp xếp hệ thống thùng rác

Quy trình tổng quát

Quá trình sắp xếp hệ thống thùng rác phải căn cứ vào đặc điểm riêng của từng

tiểu vùng, giải quyết những bất cập của hệ thống và tính toán những vấn đề phát sinh

sau khi sắp xếp lại hệ thống. Đề tài tập trung ứng dụng bài toán phân tích không gian

kết hợp các phương pháp đánh giá nhanh nguồn phát sinh chất thải rắn và tham khảo ý

kiến cộng đồng để đưa ra quyết định.

Hình 2. Quy trình sắp xếp hệ thống thùng rác

Mỗi tiểu vùng có đặc điểm riêng nên quy trình áp dụng cũng có sự khác nhau.

Tuy nhiên, về cơ bản, đề tài sắp xếp hệ thống thùng rác theo quy trình tổng quát như

Hình 2. Sự thành công của kết quả sắp xếp phụ thuộc vào tất cả các khâu của quy trình,

từ thu thập dữ liệu đến quyết định giải pháp cuối cùng. Đối với trường hợp thùng quá tải,

giải pháp được lựa chọn có thể là: tăng thùng tại vị trí quá tải, thay thùng có thể tích lớn

hơn, tăng thùng trên tuyến hay tăng chuyến thu gom. Trường hợp thùng chứa ít rác, điều

chỉnh vị trí thùng hay thay thùng có thể tích nhỏ hơn có thể được áp dụng.

Tham khảo ý kiến cộng đồng

Cộng đồng là đối tượng trực tiếp sử dụng hệ thống thùng rác nên quá trình sắp

xếp hệ thống thùng rác cần xem xét ý kiến của cộng đồng. Đề tài đã tiến hành tham

khảo ý kiến người dân đang sử dụng, chưa sử dụng hệ thống thùng rác và khách du lịch.

Đánh giá nhanh nguồn phát sinh chất thải rắn [4]

Dựa vào phương pháp đã được áp dụng và điều kiện cụ thể ở Việt Nam, đề tài đã

xây dựng công thức đánh giá nhanh dùng để sắp xếp hệ thống thùng rác tại thành phố

Huế.

Các công thức được sử dụng:

Tải lượng thải chất thải rắn (kg/ngày): L

= F

× P. Trong đó: F

là hệ số thải chất

thải rắn loại i, kg/đvhđ; P là công suất hoạt động của nguồn, đvhđ/ngày (đvhđ là đơn vị

hoạt động của nguồn).

Số thùng rác cần bố trí trong một ngày:

Trong đó: G là khối lượng riêng của chất thải rắn sinh hoạt, G = 300 kg/m

[2]; F

là hệ số sử dụng thùng đạt hiệu quả, F = 0,8 [2]; V

là thể tích loại thùng i (m

Đối với nguồn thải dân cư, F

là lượng chất thải rắn bình quân tính theo đầu

người, có giá trị 0,7 kg/người.ngày (ước tính đến năm 2010, theo UBND Thành phố

Huế); P là số dân trong phạm vi chịu tải của thùng. Đối với nhà hàng, F

là lượng chất

thải rắn bình quân tính theo số khách; P là số khách trung bình của nhà hàng trong ngày.

Qua khảo sát một số nhà hàng trong khu vực nghiên cứu, trung bình F

đạt khoảng 0,35

kg/khách.ngày. Kết quả đánh giá nhanh là cơ sở để xác định số thùng rác cần thiết tại

mỗi vị trí hoặc số thùng trên tuyến. Trong quy trình sắp xếp, đánh giá nhanh cung cấp

dữ liệu cho bài toán phân tích không gian và nâng cao độ tin cậy của kết quả sắp xếp.

Phân tích không gian bằng phần mềm MapInfo 8.0

Đề tài ứng dụng phép toán phân tích không gian Buffer generation (Hình 3) của

MapInfo 8.0. Kết quả đánh giá nhanh và theo dõi diễn biến rác trong các thùng rác là cơ

sở xác định Buffer giới hạn (phạm vi chịu tải đáp ứng) cho mỗi thùng rác theo tiểu vùng.

Khi thực hiện phép toán phân tích không gian, lớp Buffer của toàn bộ các thùng rác

trong khu vực sắp xếp được chồng ghép lên bản đồ hiện trạng. Mỗi thùng rác hiển thị

hai Buffer: thực tế và đáp ứng. Từ đó, phép toán Buffer thực hiện được những công việc

Dễ dàng đối chiếu giữa thực

tế và khả năng đáp ứng của thùng để

xác định phạm vi gây ra tình trạng

quá tải và những vị trí đặt thùng

không hợp lí.

Xác định phạm vi không gian

không có sự phục vụ của thùng rác.

Xác định tình trạng phân bố

của hệ thống thùng rác.

Quá trình phân tích mô hình

không gian dẫn đến các quyết định

thêm thùng vào vị trí đặt thùng hiện

tại hay di chuyển vị trí thùng hay lựa chọn vị trí đặt thùng mới và số thùng đặt tại vị trí

đó. Sau khi tiến hành sắp xếp, phép toán buffer tiếp tục được thực hiện cho hệ thống

mới để xem xét tính hợp lí của hệ thống và đưa ra những điều chỉnh trước khi đối chiếu

thực tế.

3. Kết quả và thảo luận

3.1. Hiện trạng hệ thống thu gom chất thải rắn ở khu vực Nam sông Hương

Thành phố vẫn duy trì áp dụng hai hình thức thu gom: thủ công và thủ công kết

hợp cơ giới. Trong đó, thu gom bằng xe gom là chủ yếu. Đây là hình thức thủ công, thời

gian thu gom kéo dài và làm giảm sự chủ động của người dân. Thành phố đã kết hợp

thu gom rác từ các thùng rác. Thùng rác phát huy được tính chủ động và ý thức đổ rác

đúng nơi quy định của người dân. Đây là hình thức cơ giới hóa, việc thu gom diễn ra

nhanh, tạo điều kiện ban đầu cho tiến trình phân loại rác tại nguồn và làm giảm đáng kể

tình trạng vứt rác bừa bãi. Tuy nhiên, hệ thống thùng rác chưa được áp dụng rộng rãi và

phần lớn đóng vai trò giảm tải hoặc phụ trợ cho xe gom đẩy tay. Trong phạm vi khu vực

nghiên cứu, chỉ có 239 thùng rác, đạt tỷ lệ 6 thùng/km

và 666 người/thùng rác, chưa kể

các thùng đặt trong các cơ quan, doanh nghiệp, trường học. Hệ thống thùng rác được bố

trí dọc các tuyến đường giao thông, một số ít đặt trong các khu dân cư, cơ quan, doanh

nghiệp. 23% số thùng bố trí phù hợp với lượng rác phát sinh. Số thùng còn lại ở trong

tình trạng quá tải (58%) hoặc chứa ít rác (17%) hoặc không được sử dụng (2%) (xem

thêm Bảng 1). Ở các thùng quá tải, rác bị đổ lên vỉa hè, lề đường hoặc bờ sông. Loại

thùng có chân và thùng thấp thu gom lượng rác không đáng kể nhưng sự bố trí các

thùng này rất cần thiết để phục vụ khách du lịch và cải tạo cảnh quan thành phố.

Kết quả tham vấn cộng đồng cho thấy 95% những người được hỏi (trong số 200

người) quan tâm đến vấn đề nâng cao chất lượng hoạt động thu gom rác thải. Qua trao

đổi với cộng đồng, đề tài thu thập được những thông tin sau:

Buffer giới hạn

Buffer thực tế

Hình 3. Trình diễn phép toán buffer

Báo cáo nghiên cứu khoa học: "ỨNG DỤNG GIS SẮP XẾP LẠI HỆ THỐNG THU GOM CHẤT THẢI RẮN TẠI THÀNH PHỐ HUẾ"

Chủ đề:

Tài liệu liên quan

Tài liêu mới

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Hỗ trợ

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi