Tải bản đầy đủ

Xây dựng mạng lưới quan trắc bụi Pm,10 tỉnh Vĩnh Phúc

Xây
dưṇ

g
g lướ i quan trắ c
buị Vĩnh Phúc
maṇ

PM

10

tỉnh

Nguyên Đình Phú c
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
Luận văn Thạc sĩ ngành: Khoa
môi trườ ng ; Mã số: 60 85 02
hoc̣
Người hướng dẫn: TS. Vu Văn Mạnh
Năm bảo vệ: 2012

Abstract: Tổng quan : Hoạt động quan trắc môi trường ; Mạng lưới quan trắc môi
trườ ng; Tổ ng quan về buị PM 10; Tổ ng quan về bà n nghiên cứ u . Tiến hành
Xây
điạ
dựng mạng lưới quan trắc bụi PM10 tỉnh Vĩnh Phúc . Kết quả nghiên cứu : Thiế t lâp̣
traṇ g ô
mạng lưới quan trắc sơ bô ; Đá nh giá
buị PM 10 trong môi trườ ng
nhiêm̃
hiêṇ
không khí tin̉ h Viñ h Phú c ; Xây dưṇ g bả n đồ phân bố hà m lươṇ g buị PM 10
trên điạ bàn tỉnh Vĩnh Phúc
Keywords: Khoa học môi trường; Quan trắc; Vĩnh Phúc; Quan trắc bụi
Content
LỜ I MỞ ĐẦ U
Sự phát triển của kinh tế và quá trình đô thị hó a diễn ra mạnh mẽ trong những năm
qua ở Viêṭ Nam đã tạo tiền đề thú c đẩ y quá trình chuyển đổi cơ cấ u kinh tế của cá c khu vưc̣
từ
thuần nông sang kinh tế công nghiệp, thương mại - dịch vụ và nông nghiệp. Tuy nhiên , đi
cùng với sự phát triển kinh tế là những áp lực về tình trạng ô nhiễm môi trường gia tăng , diễn
biến phức tạp và là một trong những nguyên nhân
đế n suy giả m chấ t lươṇ g
số ng củ a
dâñ
cuôc̣
côṇ g đồ ng trong nhữ ng năm gầ n đây . Sự suy giả m chấ t lươṇ g cá c thà nh phầ n môi trườ ng
môṭ cách đáng báo động trong đo co chất lượng môi trường không khi cùng với những yếu kém

hạn chế trong hoạt động quan trắc hiện nay đã đặt ra những yêu cầu ngày càng cao h ơn đố i
vớ i công tá c quan trắ c môi trườ ng . Trướ c tế đó , môṭ trong nhữ ng yêu cầ u quan troṇ g
thưc̣
hàng đầu hiện nay là bổ sung và thiết lập lại mạng lưới các điểm quan trắc một cách hợp ly để
đaṭ
hiê quả quan trắ c tối ưu.
đươc̣

Là một tỉnh nằm trên đỉnh của tam giác châu thổ sông Hồng thuôc đồng bằng Bắc Bô ,
Vĩnh Phúc là môṭ trong nhữ ng phương có tố c đô ̣ phát triển kinh tế nhanh nhất củ a Viêṭ
điạ
Nam. Từ môṭ tỉnh thuầ n nông , Vĩnh Phúc đã c o những bước tiến thần kỳ vươn lên đứng


thứ nhất miền Bắc, thứ ba cả nước về giá trị sản xuất công nghiệp , phát triển rông rãi hệ
thống các
công
khu và
. Sự thay đổ i nhanh chó ng đó đã là m thay đổ i tić h giá tri ḳ inh tế
nghiêp̣
cuṃ
cưc̣


của vùng, tuy nhiên nó cũng ké o theo nhiề u hê về măṭ xã hôị và môi trườ ng; trong đó , co
̣ luỵ
môṭ
tế quan troṇ g và rấ t đá ng lưu tâm là sự suy giả m chấ t lươṇ g môi trườ ng không
thưc̣
khí
đang ở mứ c bá o đôṇ g.
trong vù ng co tốc
Theo thố ng kê và khảo sát sơ bô , môi trường đô thị và khu công
nghiêp̣
đô ô nhiễm ngày một cao ,
bu . Nguyên nhân là do các khu vực xây dựng
biêṭ là ô
đăc̣

nhiêm̃
chưa co biện pháp giảm bụi, chưa áp dụng chặt chẽ các quy định trong xây dựng; chất lượng


các phương tiện giao thông kém , chưa co cơ chế kiểm soát dẫn đến gây bụi và tiếng ồn ngày
càng nhiều ; các khu công nghiệp chưa co hệ thống xư ly khi thải , bụi thải triệt để , cơ sở
ha ̣ tầ ng yế u ké m , số lươṇ g cá c cơ sở sả n xuấ t tăng nhanh, việc chấp hành các văn bản
pháp quy về bảo vệ môi trường của các đơn vị sản xuất chưa cao...
Môi trườ ng nông thôn đặc biệt , các làng nghề ngày càng phát triển , gây ô nhiễm
ngày càng rộng cũ ng như sự gia tăng hà m lươṇ g các chấ t ô nhiễm thải vào môi trường
không khi .
Măṭ khać , mạng lưới các trạm quan trắc hiện nay ơ Việt Nam nói chung và Vĩnh Phúc
nói riêng thường chỉ được xây dựng theo kinh nghiệm , tại khu vực dân cư phân bố đông hay
đi hình ... Vì vậy, mạng lướ i phân bố cũ nà y chưa có tính hê ̣ thố ng và khoa
quan
.
ạ hoc̣
Viêc̣
trắ c chủ yế u chỉ dừ ng laị ở đo
môṭ số thông số khí tươṇ g và môi trườ ng ; số lươṇ g
đac̣
viêc̣
trạm quan trắc không đủ khả năng phản ánh hiện trạng ô nhiễm của vùng
biêṭ là ô nhiêm̃
(đăc̣
bụi). Nói chung, hê ̣ thố ng cá c
quan trắ c môi trườ ng
taị củ a vù ng vừ a thiế u laị phân
traṃ
hiêṇ
bố chưa
lý , chưa đá p ứ ng
nhữ ng thay đổ i về yêu cầ u củ a hoaṭ đôṇ g quan trắ c
hơp̣
đươc̣
trong
hiên nay.
giai
đoaṇ
Trướ c nhữ ng yêu cầ u cấ p thiế t đó , chúng tôi đã thực hiện đề tài nghiên cứu : "Xây
dưṇ g mạng lưới quan trắc bụi PM10 tỉnh Vĩnh Phúc".

3


Chƣơng 1 - TỔ NG QUAN
1.1. Hoạt động quan trắ c môi trƣờ ng
1.1.1. Mô số khá i niệm vê quan trắc môi trƣờng

1.1.2. Lịch sư hình thành và phát triển quan trắc môi trƣờng
1.1.2.1. Hoạt động quan trắc môi trƣờng trên thế giớ i
1.1.2.1. Hoạt động quan trắc môi trƣờng ơ Viêṭ Nam
1.2. Mạng lƣới quan trắc môi trƣờng
1.2.1. Khái niệm và tầm quan trọng của mạng lƣới quan trắc môi trƣờng
1.2.2. Các nghiên cứu vê thiế t
lâp̣
a) Các nghiên cứu trên thê giới
b) Các nghiên cứu ơ Việt Nam

maṇ g lƣớ i quan trắ c môi trƣờ ng

1.2.3. Hiê traṇ g mạng lƣới quan trắc môi trƣờng ơ Việt Nam

- Mạng lƣới quan trắc môi trƣờng Quốc gia
- Mạng lƣới QTMT ơ các Bộ, ngành
1.3. Tổ ng quan về buị PM10
1.3.1. Điṇ h
nghiã

và
đăc̣
PM10

trƣng củ a buị PM10

a) Điṇ h
nghiã
b) Đặc trƣng của PM10
1.3.2. Nguồ n gố c củ a ô
nhiêm̃

buị PM10

1.3.3. Tác hại của ô nhiễm bụi PM10
1.4. Tổ ng quan về
bà n nghiên cƣ́ u
điạ
1.3.1. Vị tri địa ly
1.4.2. Điều
tƣ ̣ nhiên
kiêṇ
a) Đặc điểm địa hình - chất
điạ
- Đi hiǹ h
ạ :
- Đi chất



b) Đặc điểm khi hậu - thủy văn
c) Tài nguyên thiên nhiên
1.4.3 Điều
kinh tế - xa hội
kiêṇ
a) Dân số và nguồ n nhân lưc̣
b) Kinh tế
c) Y tế, giáo dục
d) Cơ sở ha ̣ tầ ng
e) Công tá c vê ̣ sinh môi trườ ng


Chƣơng2 - ĐỐI TƢƠNG, MUCTIÊU VÀ PHƢƠNG PHÁ P NGHIÊN CƢ́ U
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
- Đối tương nghiên cứu: Bụi PM10 trong môi trườ ng không khí tỉnh Viñ h Phú c .
- Phạm vi nghiên cứu : Toàn bô diện tích tỉnh Vĩnh Phúc
2.2. Mục tiêu nghiên cứu
- Mục tiêu tổ ng quá t : thiế t maṇ g lướ i cá c
quan trắc bụi PM
lâp̣
traṃ
Phúc trên cơ sơ đánh giá sự biến động theo không gian của số liệu quan trắc .
- Mục tiêu cụ thể:
traṇ g ô
buị PM 10 tỉnh Vĩnh Phúc .
+ Đá nh giá
nhiêm̃
hiêṇ
+ Xây dựng bản đồ hiện trạng buị PM 10 thổ tin̉ h Viñ h Phú c
+ Thiế t
maṇ g lướ i điể m quan trắ c sơ bô
lâp̣
+ Tối ưu hóa số lươṇ g và vị tri của các điểm quan trắc bụi PM 10.

10

cho tỉnh Viñ h

2.3. Phƣơng phá p nghiên cƣ́ u
2.3.1. Phƣơng phá p thu thâp̣ , kế thƣ̀ a
Thu thập, tổng hợp, phân tich, đánh giá các tài liệu từ các nghiên cứu khác , kế thừa co
chọn lọc những tài liệu này.
2.3.2. Phƣơng phá p điều tra, khảo sát, phân tích
đi , điề u tra chung về
Tiế n hà nh khả o sá t
traṇ g môi trườ ng không khí, hiêṇ
ạ hiêṇ
thưc̣
trạng ô nhiễm bụi PM 10, đo
và lấ y kế t quả hà m lươṇ g buị PM 10 trong không khí .
đac̣
2.3.3. Phƣơng phá p nôị suy
Trong bài toán này , để xác định các điểm xây dựng trạm quan trắc , chúng tôi tiếp
cận bài toán theo phư ơng phá p nôị suy và giả i bà i toá n bằ ng phương phá p tố i ưu bầ y kiế n
.
Theo
thiế t
lư chon loại bo m điểm quan
đó ,
maṇ g quan trắ c sẽ tiế n hà nh trên cơ sở
lâp̣

viêc̣
viêc̣
trắ c trong maṇ g lướ i quan trắ c sơ bô ̣ ban đầ u để kết quả nôị suy từ maṇ g quan trắ c mớ i
giố ng vớ i kế t quả nôị suy từ maṇ g quan trắ c ban đầ u nhấ t
. Các bước tiến hành co
thể tóm tắt như sau:
- Đầu tiên, tiế n hà nh đo
buị cho
taị 60 điể m quan trắ c và xây dưṇ g bả n đồ ô
đac̣
nhiêm̃
tỉnh Viñ h Phú c trên cơ sở phương phá p nôị suy .
- Sử duṇ g thuâṭ toá n tố i ưu bầ y kiế n xá c điṇ h loaị bỏ m điểm quan trắ c nào sẽ cho
viêc̣
ra sai số nôị suy so vớ i maṇ g lướ i quan trắ c ban đầ u là thấ p nhấ t .
- Tổ ng
kế t quả nhữ ng maṇ g lướ i quan trắ c tố i ưu nhấ t vớ i từ ng giá tri ̣m cu ̣
hơp̣
thể .


quan trắ c (60-m) cung như vị tri
- Lư cho maṇ g lướ i tố i ưu nhấ t về số lươṇ
ạ ṇ
g traṃ
đăṭ 60-m
quan trắ c này.
traṃ
Nôị suy Kriging
Kriging là một nhom các kỹ thuật sư dụng trong địa thống kê để nôi suy một giá trị
của trường ngẫu nhiên tại điểm không được đo đạc thực tế từ những điểm đươc đo đạc gần
đo.
2.3.4. Thiế t
maṇ g lƣớ i quan trắ c trên cơ sở tố i ƣu hó a sai số nôị suy bằ ng
lâp̣
phƣơng phá p tố i ƣu bầ y kiế n ướ c lươṇ g nồ ng đô ̣ taị môṭ điể m bấ t kì xá c điṇ h bằ ng
Trong nghiên cứ u nà y ,
đươc̣
viêc̣ phương phá p nôị suy
Kriging


Vớ i
muc̣

đić h là m giả m số lươṇ g điể m quan trắ c mà sai số dữ đo
đac̣
liêụ

so vớ i maṇ g
t tiếp
lướ i
r vào
quan
trắ c ban ư ngu
đầ u là c yên
nhỏ nhấ t ̣ nhâ
nghiên
n
cứ u nà y làm
đã tiế p
câṇ
x sai số khi
u giả m số lươṇ
â g cá c điể
́ m quan trắ c :
t
chinh là việc
h nội suy số
i liệu vùng
ê
n
̣
n trên môṭ số
g lươṇ g nhỏ
h hơn cá c
i điể m quan
ê trắ c so vớ i
n 60 điể m ban
đầ u
c
ư
́
u
d
ư

Khi loaị bỏ
l môṭ điể m
i quan trắ c sơ
ê bô ̣ i bấ t kì
u trong maṇ g
̣ lướ i quan trắ c
ban đầ u , số
tại điểm i sẽ
được nội suy
từ các điểm
khác trong
mạng lưới
quan trắc
mới . Và quá
trình
này sẽ làm
xuất hiện sai


số khi so sánh
kết quả nội
suy tại điểm i
(trong maṇ g
lướ i quan trắ c
mớ i) vớ i
t
kế t quả

quan trắ c taị
điể m i trong n
maṇ g lướ i h
ban đầ u .
Mứ c chênh t
lêc̣ h đươc̣
công thứ c: h
e
o



nôị suy từ cá c điể m
cò n laị ;

q rắ b
uc ô
a taị ̣
• là nồng đô quan trắc đươc tại điểm i trong
n to
maṇ g lướ i ban đầ u .
àn
t
Tuy nhiên , nế u chỉ sử duṇ g công mứ c đô ̣

thứ c nà y sẽ không thể đá nh giá
biế n
đươc̣
thiên củ ở nhữ ng điể m có nồ ng đô ̣ k hác nhau.
3

a dữ
Chẳ ng haṇ , sự thay đổ i 0.05mg/m ơ
n
liêụ
ồ
3
điể m có nồ ng đô ̣ 0,1mg/m sẽ co y nghĩa hơn rất
n
nhiều so với điểm co nồng đô
3
g
1mg/m . Từ đó, đề tài đã tính sai số nội suy tại từng
đ
d điểm bằng cách sư dụng công thức :
ô
η
=
tạ
i
Trong
i
đó:
đ
=
• d là
iể
Trong đó ,
chênh
m
khi loaị bỏ môṭ điể m quan trắ c
lệch
ηi là sai số
i
sơ bô ̣ i bấ t kỳ - hay cũ ng
giữa
dữ liêụ
đ
nồng
co thể gọi là sai số nội suy tương đối.
ư
đô
Nế u sai số nôị suy ηi càng lớn thì co nghĩa là
ợ
quan
không thể nội suy nồng đô tại điểm i từ
c
trắc
các
điểm
xung
laị
,
nế
u
sai
số
nôị
suy
η
càng
nho
i
n
trực
tiếp với quanh ; ngươc̣ thì chứng to nồng đô tại điểm
ộ
i co thể nội suy từ các điểm xung quanh và đây là
nồng
i
một tro ng những điểm bi ̣loaị bỏ tiềm năng
đô nội
s
Khi tiế n hà nh loaị bỏ m điể m quan trắ c sơ
suy từ
u
bô ̣
các
y
điểm
, sự mấ t má t thông tin (hay sai lêc̣ h so
t
khác ;
vớ i kết quả ban đầ u ) co thể được định lượng dựa trên

l
đ sai số nội suy trung bình (AIE - average interpolation
c
error)
ư
á
à
ơ
c
n
c
đ
ồ
AIE =
̣
iể
n
Trong
nghiên

u
khi
6
́
m
g
củ a toà n nôị suy nồ ng đô ̣
đó:
0
đ
• AIE là bô ̣ khu taị
c
ô
vưc̣
m
o
t
sai số
n

dữ liêụ
lạ
i
điể m dưạ 60 điểm.
trên
gia
tri
́
i
đ
̣quan trắ c taị
.
i
cá c điể m


m
cò n laị so vớ
i dữ liêụ
i

là nồng đô
quan trắc
được tại
điểm i .
Mục
tiêu
tổng
thể của
quá
trình
xây
dựng
mạng
lưới
các
điểm
quan
trắc tối
ưu là
giảm


s t 60 điểm
o a ban đầu .
ị Vì thế, vị
v tri các điểm
quan trắc bị
ơ loại bo
́

được xác
i định
d
ư
̃

l
i
ê
u
̣
tại giá trị AIE
nho nhất tứ c
min AIE.


Chƣơng 3 - KẾ T QUẢ NGHIÊN CƢ́ U
3.1. Thiế t
maṇ g lƣớ i quan trắ c sơ bô ̣
lâp̣
Mạng lưới quan trắc bụi sơ bô được thiết lập với
60 điểm quan trắ c ; các điểm này
phân bố đồ ng đề u trên toà n bô ̣
tić h tin̉ h Viñ h Phúc (hình 4):
diêṇ

Hình 4: sơ đồ vi ̣trí cá c điểm quan trắ c
buị
3.2. Đá nh giá
hiêṇ

traṇ g ô
nhiêm̃

PM10 trong đề tà i

buị PM10 trong môi trƣờ ng không khí tin
̉ h
Viñ

3.2.1. Xây dƣṇ điể m quan g biể u đồ về mƣ́ c đô
trắ c.
̣ tâp̣

trung củ a hà m
lƣơṇ

h Phú c

g buị PM10 tại các


Sau khi tổ ng
, đề tài đã xây dựng biểu đồ phân bố nồng đô bụi PM 10 tại các
số
liêụ
hơp̣
điể m quan trắ c cũng như đố i chiế u kế t quả quan trắ c vớ i quy chuẩ n chấ t lươṇ g môi trườ ng
không khí hiê hà nh:



Hình 5: biểu đồ phân bố nồ ng độ buị PM10 (mg/m3) tại các điểm quan trắc sơ bô
3.2.2. Nhâṇ

xé t mƣ́ c đô ̣ ô
buị PM10 nói chung và tại từng điểm khảo sát
̃
nhiêm
(so sá nh theo QCVN).
Nhìn chung , so vớ i quy chuẩ n Viêṭ Nam 05:2009/BTNMT thì ở đa số cá c điể m
quan trắ c, nồ ng đô ̣ buị PM 10 đều chưa vươt quá mức cho phép . Chỉ riêng tại 6 điể m có
nồ ng đô ̣ buị
vươ quá mứ c cho phé p là điể m K 4 (Đại học sư phạm Hà Nội 2, Phườ ng Xuân Hò a , Phúc

Tam Dương ), điểm K 33 (Thôn Giềng , xã
Yên), điể m K 32 (Xóm Đồi , xã Hoàng Lâu ,
huyêṇ
Tam Dương ), điểm K 35 (Thôn Cầu Tre, Hồ Sơn, Tam Đảo), điểm K 40 (thôn
Đạo Tú,
huyêṇ
Phù Viễn, xã Đồng Tĩnh, huyện Tam Dương), và điểm K 45 (thôn Sau Ga , xã Tư Du,
huyêṇ Lập Thạch).
Tam
Đá ng chú ý nhấ t
là 2 điể m quan trắ c ở Xóm Đồi , xã Hoàng Lâu ,
vâñ
huyêṇ
Dương và ở Thôn Giềng , xã Đạo Tú ,
Tam Dương đã ghi
đươ giá tri ̣nồ ng đô ̣ buị
huyêṇ
nhâṇ

3
3
lầ n
là 0,33mg/m và 0,27mg/m , cao hơn tiêu chuẩn cho phép xấp xỉ 2 lần.
lươṭ


3.3. Xây
dƣṇ

g bả n đồ phân bố hà m
lƣơṇ

g buị PM10 trên
điạ

bà n tỉnh
Viñ

h Phú c.

H ôb
i P

̀ t
n
n
h tỉ
n
6 h
: Vi

b
a
̉
n
đ
ô
̀
p
h
â
n
b
ô
́
n
ô
̀
n
g
đ


̉ n haǹ h
hi
Qua êṇ , tuy
bả ng nhiên, vớ i hà m lươṇ g
liêṭ buị như cá c kế t quả trên
cũ ng có thể gây ra

kế t nhữ ng tá c đôṇ g không
quả tố t đến sức khỏe con
ngườ i.
quan
trắ3.4.
c X
maṇ g
taị
ây g toá n
lƣớ i cá c
cá c d t giả i
h
điể m
quyế t
điể ƣ
m , ṇ u vấ n đề quan trắ c
â thiế t
dƣạ
biể u

lâp̣
đồ
phân trên phƣơng cho cá c
bố
phá p tố i ƣu điể m quan
hà m bầ y kiế n
trắ c
lươṇ
Nhữ ng . Khi tớ i
g
con
buị
kiế n đi
PM
qua môṭ
10
loaṭ cá c
tại các
h
điể m
điểm
quan trắc t
đaị diêṇ
cung như h
bản đồ
ô điể m i bấ t kì (i=1,2..12)
phân bố ̉ trong maṇ g lướ i cá c điể m
nồ ng đô ̣ t quan trắ c , môṭ con kiế n
buị PM 10 ỉ có thể có 2 sự lưạ
trên toà n n chọn bất kỳ
là loaị bỏ
lañ
h đối với điểm không đi
Vĩnh Phúc , quan trắc j
qua điể m
co thể thấy tiếp theo
(j=0) hoăc̣
môi trường - hoăc̣
không khi
là đi tới điểm c củ a điṇ
tỉnh Vĩnh Ph j (j=1).
h cá c
h
úc đang bị
o
Trong nghiên cá

ảnh hưởng
n thể

u
na
y
,
ớ
́
̀
bởi bụi
̣
kiế n ng
P dù c q a c lưạ
đươc̣
Mnh h u ṇ u
bằ ng mâṭ đô ̣
điề u
1
in ưa ̉ pheromone va
0 ̀
chin̉ h
̀
a
a hà nh vi bầ y đà n bằ ng sai
. ch
un g
- nhữ ng thứ
số nôị
vi
Mg
q đươc̣
suy
ư
ă nồ ơ u tương đố i ηi tại mỗi điểm
ơ
c ng ́
y và sai số nôị suy trung
t
̣ đô i
bình AIE của mạng lưới
̣
giám sát .
̣
c
Mục tiêu: loại bo m
vâ h h
điểm thuôc tập hợp 60

u điểm ban đầu sao cho AIE
â thấp nhất . Quy

h Phú
c

trình lựa chọn các
điểm quan trắc bị
loại bo co thể tom
tắt như sau :
1) Xác định
điểm khơi đầu của
kiến: điể m khở i
đầ u củ a kiế n là
môṭ điể m là m tổ
giả điṇ h ơ một vị
tri bất kì.

8


2. Ơ điểm i
hiêṇ

Hình 7. Sơ đồ đườ ng đi củ a kiến
taị , môṭ con kiế n sẽ quyế t điṇ h điể m
j tiế p theo mà nó đi qua
trong
tổ ng số L điể m chưa đi qua. Sai số nôị suy tính toán cho mỗi điểm
taị mỗi điể m đươc̣
j:
ηj =
Trong đó ,
con lại

là nồng đô tại điểm i được nội suy từ các điểm
. là nồng đô

quan trắ c taị điể m i . Môṭ giá tri ̣ ηj thấ p chứ ng tỏ rằ ng sai số nôị
đươc̣
suy taị điể m j là thấp và
co nghĩa là nồng đô tại điểm j co thể được nội suy từ các điểm xung
quanh
và đây là điểm
quan trắ c tiềm năng.
Vớ i cá c điể m quan trắ c j nằ m ở biên củ a maṇ g lướ i , cầ n
so sá nh giá tri ̣sai số nôị suy
h chế sự phân bố
tại điểm đo với một giá trị T edge cho trướ c.
a điạ
Điề u nà y hô trơ ̣ cho viêc̣

phương trong kế t quả vi ̣trí
quan trắ c . Cụ thể, nếu điểm quan
phân bố cá c traṃ
trắ c j nằ m ở
biên củ a maṇ g lướ i và có giá tri ̣ ηj ≥ Tedge thì kiế n sẽ không tính
toá n có đi qua nó hay không (nghĩa là trạm này sẽ đươc giữ lại cho
maṇ g lướ i mớ i ). Nế u ηj < Tedge thì kiến sẽ tiếp tục tinh toán khả
năng đi qua điểm này ơ các bước tiếp theo .
Nế u điể m quan trắ c j không nằ m ở biên củ a maṇ g lướ i
quan trắ c sơ bô ̣ thì dù
ηj co lớn
hơn Tedge đi chăng nữ a tính toán xác suất đi qua nó .
thì kiế n vâñ
Điể ch tiếp theo j là điểm được chọn ngẫu nhiên dựa trên
m
oṇ sai số ơ trên
đươc̣
ηj và
mâṭ đô ̣
theo đườ ng đi từ i -> j (τij). Xác suất ch cho
pheromone doc̣ mà điểm j đươc̣
oṇ môṭ
con kiế n đang ở
tiń h theo công thứ c:
điể m i đươc̣

Trong đó α và β là các thông số điều chin̉ h mố i tương quan
giữa pheromone và sai số
h các điểm mà kiến chưa đi qua );
nôị suy ηij; l là một điểm
ơ τij = mật đô
thuộc

L (tâp̣
pheromone đối với ij; τil = mật đô pheromone đối il.
phân đoaṇ
với phân đoaṇ
Quy triǹ h tiế n hà nh đế n khi kiế n đi qua hế t số lươṇ g L
nà y đươc̣ điể m .
16


3. Nế u c n ch kiến sẽ cao, dâñ
AIE â h o
p â lầ
nho
̣ pn
hơn
̣ đi
tham
số T
cho
trướ c
thì
phero
mone
sẽ
đươc̣
này n phero đ củ a
của h mone i kiế n
kiế â cho
ê ,
n . p môṭ
̀ mật
Để ̣
u
đô
lầ n đi
câp̣
thỏ a
k
mañ
i
ê
n
̣
pheromone sẽ được
cập nhập dựa vào việc
tính toán trên từng
phân đoạn
của lần đi này . Môi
p đườ ng đi τij của
h kiến đươc cập nhập
â lặp lại theo quy tắc :
n
đ
o
a


đến khả năng
thu

Trong đó , ρ = tố c đô
đ
̣ bay hơi củ a
o pheromone ; τij (t) =
a mật đô pheromone
n
đối với phân
̣ ij hiện tại; và Δτij =
Q/AIE, trong đo Q là
một tham số (Q =
100). Nếu sự mất mát
dữ
liệu tổng
trên τij
AIE thấ p
đoa của
thì mật đô ṇ
pheromone
17


hút nhiều những con
kiến đi theo con đường
này hơn
. e là hê ̣số
pheromones ưu thế ,
là số
(e=5)
lươṇ g
những
con kiế n
ưu thế
trong môṭ
lầ n lăp̣
4.h quy trình , vớ i
i trên
thờ i
ê trong
gian ,
n môṭ qua số
́
̣
trình liên lươṇ g
kiế n và
tuc̣
s củ a c tuyế n đườ
ố kiế n h ng tố i ưu
o nhấ t mà
v xá c
ò điṇ h n kiế n đã
̣
n . Sau
taọ ra
g đó lưạ
l
ă

trong hà nh triǹ h củ a c
mình , xác định các h
điểm nằm trên tuyến o
n
đường đo
̣
; và sau đó lưạ
các điể m đó để loaị
bỏ khỏ i maṇ g lướ i
quan trắ c . Sơ đồ
tó m tắ t toà n bô ̣ thuâṭ
toá n có thể đươc̣
trình bày trong hình
7:

18


Bắt đầu
Kiế
tiếm
p ngẫ
theou
Lựa chọ
nntrạ
nhiên Trạm tiếp
theo
m Tcó
nằm
η <
? ơ vị
edge
N Trạ
Y
trí
Y
biên?

N

N

Xư lý bơi kiến

Trạm đươc
giữ lại

Tất cả các trạm đã đến thă m?
đươc̣
N
Tí
hhtoá
n tổ
g lương
Tínn
toá
n nAIE
và
2các
pheromone
trên
λ = (T/AIE)
tuyến

Xem xét AIE có lớn
λ ≥ 1

Tìm tuyến có lương
pheromone cao nhấλ
t <1
Kết thúc chương trình

Hình 8. Tóm tắt sơ đô thuật toán
Các thông số được sư dụng
nghiên
cứu tin
này được trình bày ơ bảng sau :
C trong
nhập
thông
ác thông
số sư dụng trong quá trình t
â pheromone
Bảng 9. c



inh toán

Thông số
Giá trị
Bánkính nội suy
10.000(m)
Tất cả kiến đã đ i xong?
Tedge
0,1
Giá trị pheromone ban đầu
0,1
Hê ̣số α
0,5
Hê ̣số β
-1
Thông số kiến ưu thế
5
Tố c đô ̣ bay hơi pheromone
0,5
Tổ ng lươṇ g pheromone
500
3.5. Kế t quả xá c điṇ h maṇ g lƣớ i quan trắ c tố i ƣu nhấ t
++
Sau khi
kế t quả bằ ng phầ n mề m C , tác giả thu đươc 57 các kết
trình và
lâp̣
chaỵ
quả,
vớ i số lươṇ g cá c traṃ


quan trắ c bi ̣loaị bỏ
biế n đổ i từ
57 - 3. Ngoài ra,
vớ i mỗi số lươṇ g
m
trạm bị loại bo , chương triǹ h cũ ng tiń h ra kế t quả sai số nôị suy trung biǹ h AIE . Đây là cơ

quan troṇ g để cho số lươṇ g
quan trắ c sẽ bi ̣loaị bỏ khỏ i maṇ g lướ i quan trắ c sơ bô ̣
lưạ

traṃ
.
Sau khi xem xé t cá c kế t quả thu
ở trên , kế t
vớ i
phân tích mố i quan hê ̣
đươc̣
hơp̣
viêc̣
giữ a số lươṇ g điể m quan trắ c và sai số nôị suy, nghiên cứ u đã chỉ ra sự tương quan biế n
thiên giữ a hai tiêu chí nà y . Cụ thể, khi cà ng giả m số lươṇ g điể m quan trắ c thì mứ c sai số
nôị suy càng tăng, và mức đô tăng được xác định bằng những giá trị cụ thể .


Hình 9. Biểu đồ thể
hiêṇ

g cá c
mố i quan hê ̣ giữ a sai số suy trung bình AIE vớ i số
nôị
lươṇ
điểm quan trắ c bi
bỏ
̣ loaị
Qua cać kết quả tiń h toań cuñ g như biểu đồ trên có thể thấy , nhìn chung , càng giảm
nhiề u
quan trắ c thì mức đô sai số càng cao . Tuy nhiên, qua đồ thi ̣trên cũng có thể thấy ,
traṃ
sai số nôị suy trung biǹ h
chia ra là m cá c khoả ng khá rõ vớ i cá c khoả ng biế n đổ i từ
đươc̣
1-11,
12-28, 29-44 và 45-57. Sai số nôị suy không có sự biế n đ ổi lớn trong các khoảng này . Đặc
biêṭ , vớ i
loaị bỏ 44 trạm quan trắc , giá trị sai số nội suy trung bình con thấp hơn so với
viêc̣
viê loaị bỏ 43,42…hay 32 trạm quan trắc. Cuố i cù ng, sau khi xem xet́ cać khả năng , xem xet́

mứ c sai số có thể chấ p
cũng như mứ c đô ̣ đầ u tư xây dưṇ g tra ̣ m quan trắ c trên tế ,
nhâṇ
thưc̣
nghiên cứ u đã xá c điṇ h xây dưṇ g 16 trạm quan trắc (tương ứ ng vớ loaị bỏ 44 trạm quan
i viêc̣
thể
trắ c), vị tri các trạm bi ̣loaị bỏ
ở bả ng 10.
hiêṇ
đươc̣


Hình 10: Sơ đồ biểu
diêñ

kế t quả đườ ng đi tố i ưu củ a đà n kiế n vớ i chỉ số AIE thấ p
nhấ t
Kế t quả cho thấ y maṇ g lướ i 16 điể m có sai số nôị suy trung biǹ h nhỏ nhấ t bao
gồ m
:
K1, K4, K21, K9, K17, K10, K25, K60, K38, K32, K36, K24, K16, K14, K46 và K54. Vị tri
các trạm quan trắc trong mạng lưới mới được thể hiện trong hình 11.


Hình 11: Sơ đồ
maṇ

g lướ i phân bố 16 điểm quan trắ c tố i ưu nhấ t trong g lướ i quan
maṇ
trắ c mớ i
Qua kết quả sơ đồ phân bố 16 điểm quan trắ c mớ i có thể thấy , 16 điểm quan trắ c mớ
i
đươ phân bố khá đề u trên bà n tin̉ h Viñ h Phú c . Mạng lưới các điểm phân bố mới cung

điạ
cho thấ y tiề m năng quan trắ c
quả đố i vớ i cá c vù ng bi ̣ô nh năṇ g , các vùng co sự
hiêụ
biến
iêm̃
đôṇ g nồ ng đô ̣ buị PM10 trong không khí ở mứ c cao.
3.6. So sá nh kế t quả nôị suy củ a maṇ g lƣớ i mớ i vớ i maṇ g lƣớ i quan trắ c sơ bô ̣

Mạng lưới 60 điểm
quan trắc sơ
Hình 12: so sá nh kế t quả nôị suy maṇ g lướ i 60 đ
bộ
từ

g


Mạng lưới 16 điểm
quan trắc
iểm quan trắ c sơ bộ ban đầ u vớ i
mới
lươ i quan trắ c tố i ưu

maṇ
́
quan trắ c củ a
mớ i
nôị suy từ số
so sá nh kế t quả hai bả n đồ nôị suy , môṭ
liêụ
đươc̣
60 trạm quan trắc sơ bô và một được nội suy từ bản đồ 16 điểm quan trắ c mớ i có thể thấy:
Từ
viêc̣


- Co sự khác biệt nhất định trong kết quả nội suy từ hai mạng lưới này .
Thưc̣

tế cho
t đã
h bi
â ̣dic̣
́ h
y chu
, yể
m n vi
ô ̣trí
ṭ trên
s bả n
ô đồ
́ .
v Tuy
u nhiê
̀ n,
n mứ
g c đô
̣ dic̣
b h
i
̣
ô
n
h
i
ê
m
̃
chuyển
là
không
lớ n ,
và sai
lệch
biến
thiên
nồng
đô
giữa
hai
điểm
trên
bản đồ
vẫn ơ
mức
thấp .
-


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×