Tài liệu Xây dựng phương pháp nội suy kriging đánh giá chất lượng nước mặt thành phố hồ chí minh.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP NỘI SUY KRIGING ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Họ và tên sinh viên: NGUYỄN MINH TRIỀU Ngành: Hệ thống Thông tin Địa lý Niên khóa: 2013 – 2017 Tháng 6/2017 XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP NỘI SUY KRIGING ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Tác giả NGUYỄN MINH TRIỀU Tiểu luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kĩ sư ngành Hệ thống Thông tin Địa lý Giáo viên hướng dẫn: TS. Trần Thống Nhất Tháng 6 năm 2017 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập và thực hiện luận văn, tôi nhận được sự giúp đỡ tận tình của quý thầy cô bộ môn Tài nguyên và GIS, Khoa Môi trường và Tài nguyên trường Đại học Nông Lâm TP.HCM. Tôi xin tỏ lòng biết ơn chân thành đến:  Quý thầy cô trường Đại học Nông Lâm TP.HCM đã tận tình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức quý báu cho tôi trong thời gian học tập và thực hiện đề tài.  TS. Trần Thống Nhất (trường Đại học Tài nguyên Môi trường TP.HCM) đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.  Các Thầy, Cô bộ môn Tài nguyên và GIS, Khoa Môi trường và Tài nguyên, trường Đại học Nông Lâm TP.HCM đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài.  Gia đình và bạn bè luôn động viên giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập, cũng như trong lúc thức hiện đề tài. Nguyễn Minh Triều Khoa Môi trường và Tài nguyên Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh Số điện thoại: 0962096404 Email: [email protected] i TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu “Xây dựng phương pháp nội suy Kriging đánh giá chất lượng nước mặt thành phố Hồ Chí Minh” đã được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 3/2017 đến tháng 5/2017. Phương pháp tiếp cận của đề tài úng thuật toán nội suy Kriging tính toán các thông số môi trường nước (pH, TSS, COD, BOD5) trên địa bàn thành phố. Dựa vào thông số QCVN, phân vùng chất lượng nước và so sánh kết quả nội suy Kriging có xác định điểm giao của sông, kênh- rạch và nội suy kriging không xác định điểm giao với nhau. Kết quả đạt được của tiểu luận là xây dựng phương pháp nội suy Kriging và đánh giá chất lượng nước mặt thành phố Hồ Chí Minh tốt hơn so với cách nội suy thông thường và đưa ra kết quả và nhận định gần với thực tế. ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................... i TÓM TẮT..........................................................................................................................ii MỤC LỤC ....................................................................................................................... iii DANH MỤC VIẾT TẮT................................................................................................... v DANH MỤC BẢNG BIỂU .............................................................................................. vi DANH MỤC HÌNH ẢNH ...............................................................................................vii CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU ..................................................................................................... 1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài.............................................................................................. 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................... 1 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .............................................................................. 2 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................................... 3 2.1. Tổng quan đối tượng nghiên cứu................................................................................ 3 2.1.1. Khái niệm ............................................................................................................ 3 2.1.2. Các thông số đánh giá chất lượng nước mặt cơ bản: .......................................... 3 2.2. Tổng quan khu vực nghiên cứu .................................................................................. 5 2.2.1. Đặc điểm tự nhiên: .............................................................................................. 5 2.2.2. Điều kiện kinh tế- xã hội ..................................................................................... 8 2.3. Tổng quan phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 9 2.3.1. Thuật toán nội suy Kriging : ............................................................................... 9 2.3.2. Tình hình nghiên cứu trên Thế giới: ................................................................. 10 2.3.3. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam: ................................................................. 11 CHƯƠNG 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................................. 12 3.1. Dữ liệu ...................................................................................................................... 12 3.2. Đánh giá độ chính xác. ............................................................................................. 12 3.3. Phương pháp ............................................................................................................. 13 Tiến hành thực hiện đề tài quan các bước sau: ................................................................ 13 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ ................................................................................................. 15 iii 4.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu............................................................................................. 15 4.1.1. Thành lập bản đồ vị trí quan trắc ...................................................................... 15 4.1.2. Xữ lý dữ liệu xác định điểm giao của sông-kênh: ............................................ 17 4.2. Tiến hành nội suy kriging(1) và xác định thông môi trường tại các điểm giao. ...... 22 4.2.1. Tiến hành nội suy Kriging(1) dữ liệu quan trắc pH .......................................... 23 4.2.2. Tiến hành nội suy Kriging(1) dữ liệu TSS ........................................................ 24 4.2.3. Tiến hành nội suy Kriging(1) dữ liệu COD ...................................................... 25 4.2.4. Tiến hành nội suy Kriging(1) dữ liệu BOD5 .................................................... 26 4.2.5. Xác định thông số môi trường tại các điểm giao sông và kênh rạch ................ 27 4.3. Tiến hành nội suy kriging(2) với trạm quan trắc, điểm giao sông và kênh rạch:..... 28 4.3.1. Tiến hành nội suy Kriging(2) dữ liệu pH. ......................................................... 28 4.3.2. Tiến hành nội suy Kriging(2) dữ liệu TSS ........................................................ 29 4.3.3. Tiến hành nội suy Kriging(2) dữ liệu COD. ..................................................... 30 4.3.4. Tiến hành nội suy Kriging(2) dữ liệu BOD5. ................................................... 31 4.4. Đánh giá động chính xác: ......................................................................................... 32 4.4.1. Đánh giá độ chính xác nội suy kriging(1) và kriging(2) từ dữ liệu pH: ........... 32 4.4.2. Đánh giá độ chính xác nội suy kriging(1) và kriging(2) từ dữ liệu TSS: ......... 33 4.4.3. Đánh giá độ chính xác nội suy kriging(1) và kriging(2) từ dữ liệu COD: ........ 34 4.4.4 .Đánh giá độ chính xác nội suy kriging(1) và kriging(2) từ dữ liệu BOD5: ...... 35 CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ ........................................................................ 38 5.1. Kết luận..................................................................................................................... 38 5.2. Kiến nghị .................................................................................................................. 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 39 iv DANH MỤC VIẾT TẮT Viết tắc Ý nghĩa Tp Thành phố Kriging(1) Nội suy kriging không xác định điểm giao của sông, kênh rạch. Kriging(2) Nội suy kriging có xác định điểm giao của sông, kênh rạch. TSS Tổng chất rắn lơ lửng COD Lượng chất hữu cơ hóa học BOD5 Lượng oxy phân giả chất hữu cơ trong nước v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Giá trị giới hạn các thông số chất lượng nước mặt: ....................................... 4 Bảng 3.2: Dữ liệu Thành phố Hồ Chí Minh. ................................................................... 12 Bảng 3.3: Sơ đồ phương pháp nghiên cứu. ..................................................................... 14 Bảng 4.4: Giá trị COD tại các trạm đánh giá Dữ liệu điểm nội suy. ............................. 16 Bảng 4.5: Dữ liệu điểm đánh giá. ................................................................................... 17 Bảng 4.6: Giá trị giới hạn các thông số chất lượng nước mặt. ...................................... 22 Bảng 4.7: Kết quã xác định thông số môi trường tại các điểm giao. .............................. 27 Bảng 4.8: Giá trị pH tại các trạm đánh giá. ................................................................... 32 Bảng 4.9: So sánh kết quả nồng độ pH qua 2 phương pháp kriging(1) và kriging(2). .. 32 Bảng 4.10: Giá trị TSS tại các trạm đánh giá. ................................................................ 33 Bảng 4.11: So sánh kết quả nồng độ TSS qua 2 phương pháp kriging(1) và kriging(2).34 Bảng 4.12: Giá trị COD tại các trạm đánh giá............................................................... 34 Bảng 4.13: So sánh kết quả nồng độ COD qua 2 phương pháp kriging(1) và kriging(2) ......................................................................................................................................... 35 Bảng 4.14: Giá trị BOD5 tại các trạm đánh giá. ............................................................ 36 Bảng 4.15: So sánh kết quả nồng độ BOD5 qua 2 phương pháp kriging(1) và kriging(2) ......................................................................................................................................... 36 vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Bản đồ ranh giới hành thành phố Hồ Chí Minh ............................................... 7 Hình 4.2: Bản đồ vị trí các trạm quan trắc tp Hồ Chí Minh ............................................ 15 Hình 4.3: Kết quả chuyển đổi sang raster........................................................................ 18 Hình 4.4: Kết quả tim đường dạng raster. ....................................................................... 19 Hình 4.5: Kết quả chuyển tim đường raster sang vector. ................................................ 20 Hình 4.6: Bản đồ vị trí các điềm giao sông và kênh- rạch. ............................................. 21 Hình 4.7: Bản đồ nồng độ pH tp. Hồ Chí Minh .............................................................. 23 Hình 4.8: Bản đồ nồng độ TSS tp. Hồ Chí Minh ............................................................ 24 Hình 4.9: Bản đồ nồng độ COD tp. Hồ Chí Minh........................................................... 25 Hình 4.10: Bản đồ nồng độ BOD5 tp. Hồ Chí Minh....................................................... 26 Hình 4.11: Bản đồ nồng độ pH tp. Hồ Chí Minh. ........................................................... 28 Hình 4.12: Bản đồ nồng độ TSS tp. Hồ Chí Minh. ......................................................... 29 Hình 4.13: Bản đồ nồng độ COD tp. Hồ Chí Minh......................................................... 30 Hình 4.14: Bản đồ nồng độ BOD5 tp. Hồ Chí Minh....................................................... 31 vii CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU 1.1. Tính cấp thiết của đề tài Quá trình công nghiệp hóa và đô thị quá ở các nước đang phát triển đã tác động lớn tới môi trường sinh thái tự nhiên. Cụ thể là ở thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam ô nhiễm môi trường nước đã đến mức báo động cao cụ thể là trên kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghề và kênh Tàu Hủ trong thời gian qua. Theo thống kê mới nhất của Sở Xây dựng thành phố Hồ Chí Minh, hiện tại địa bàn trên thành phố có hơn 17.000 căn nhà lụp xụp do xây dựng nhà bán tạm bợ nằm trên và ven hành lang các tuyến kênh rạch, lấn chiến dòng chảy. Điều này cũng chính là một phần ảnh hưởng tới môi trường nước khu vực. Ngoài ra, theo thống kê của UBND quận 8 đã có tới 1.000 hộ dân sử dụng nhà vệ sinh lộ thiên, thải chất thải trực tiếp xuống kênh rạch. Theo thống kê Sở Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh, Hiện TP. HCM có tới 31.100 cơ sở sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp hầu hết chưa có hệ thống nước thải thuộc nhiều ngành nghề như: Thực phẩm, dệt may, nhuộm, hóa chất… Ngoài ra nhiều doanh nghiệp cố tình xả nước thải trực tiếp ra môi trường để tiết kiệm một khoảng tiền xữ lý nước thải doanh nghiệp làm ảnh hưởng nghiêm trọng môi trường nước. Nhưng chưa có một phương pháp cụ thể đánh giá chất lượng nước mặt từ các số liệu thống kê của các Sở Ban ngành trong thành phố nên tôi quyết định chọn đề tài “Xây dựng phương pháp nội suy tuyến tính đánh giá chất lượng mặt nước thành phố Hồ Chí Minh” để thúc đẩy trách nhiệm và nhận thức môi trường của người dân đồng thời kêu gọi xây dựng hệ thống quản lý môi trường hiệu quả. 1.2. Mục tiêu nghiên cứu Xây dựng phương pháp đánh giá chất lượng nước khu vực thành phố Hồ Chí Minh là mục tiêu chính nghiên cứu chính của đề tài. Thành lập bản đồ chất lượng ô nhiễm nước ở khu vực để nhìn nhận được mức độ ô nhiễm (pH, TSS, COD5, BOD5) trên các con kênh rạch 1 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiêm cứu: nguồn tài nguyên nước mặt ở thành phố Hồ Chí Minh. Phạm vi nghiên cứu: Thành phố Hồ Chí Minh. 2 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Tổng quan đối tượng nghiên cứu 2.1.1. Khái niệm Nước mặt: Theo luật Tài nguyên nước Việt Nam điều 2 số 17/2012/QH13 định nghĩa nước mặt là nguồn nước tồn tại trên mặt đất liền hoặc hải đảo. Tài nguyên nước mặt: Là nước phân bố trên mặt đất, nước trong các đại dương, sông, suối, ao hồ, đầm lầy. Đặc điểm của tài nguyên nước mặt là chịu ảnh hưởng lớn từ điều kiện khí hậu và các tác động khác do hoạt động kinh tế của con người; nước mặt dễ bị ô nhiễm và thành phần hóa lý của nước thường bị thay đổi; khả năng hồi phục trữ lượng của nước nhanh nhất ở vùng thường có mưa.( Luật Tài nguyên nước Việt Nam 2012, điều 2) Ô nhiễm nguồn nước là sự biến đổi tính chất vật lý, tính chất hóa học và thành phần sinh học của nước không phù hợp với tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật cho phép, gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật.(Luật Tài nguyên nước Việt Nam 2012, điều 2). Vần đề ô nhiễm nước là một trong những vấn đề cấp bách đặt ở mức báo động cao ở các nước đang phát triển nói chung và thành phố Hồ Chí Minh Việt Nam nói riêng, làm ảnh hưởng lớn tới con người và các sinh vật khác. Nội suy là phương pháp ước tính giá trị của các điểm dữ liệu chưa biết trong phạm vi của một tập hợp rời rạc chứa một số điểm dữ liệu đã biết. Trong khoa học kỹ thuật, người ta thường có một số điểm dữ liệu đã biết giá trị bằng cách lấy mẫu thực nghiệm. 2.1.2. Các thông số đánh giá chất lượng nước mặt cơ bản: Để chất lượng nước cũng như mức độ ô nhiễm nước mặt ở khu vực dựa vào các tiêu chí (QCVN 08-MT:2015/BTNMT, QUY ĐỊNH KỸ THUẬT) sau: 3 Bảng 2.1: Giá trị giới hạn các thông số chất lượng nước mặt: Giá trị giới hạn TT Đơn vị Thông số 1 pH A B A1 A2 B1 B2 6-8,5 6-8,5 5,5-9 5,5-9 2 BOD5 (20°C) mg/l 4 6 15 25 3 COD mg/l 10 15 30 50 4 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 20 30 50 100 (QCVN 08-MT:2015/BTNMT, QUY ĐỊNH KỸ THUẬT) Ghi chú: Việc phân hạng A1, A2, B1, B2 đối với các nguồn nước mặt nhằm đánh giá và kiểm soát chất lượng nước, phục vụ cho các mục đích sử dụng nước khác nhau, được sắp xếp theo mức chất lượng giảm dần. A1 - Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt (sau khi áp dụng xử lý thông thường), bảo tồn động thực vật thủy sinh và các mục đích khác như loại A2, B1 và B2. A2 - Dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp hoặc các mục đích sử dụng như loại B1 và B2. B1 - Dùng cho mục đích tưới tiêu, thủy lợi hoặc các mục đích sử dụng khác có yêu cầu chất lượng nước tương tự hoặc các mục đích sử dụng như loại B2. B2 - Giao thông thủy và các mục đích khác với yêu cầu nước chất lượng thấp. 4 2.2. Tổng quan khu vực nghiên cứu 2.2.1. Đặc điểm tự nhiên:  Vị trí,: Thành phố Hồ Chí Minh có tọa độ 10°10' – 10°38' Bắc và 106°22' – 106°54' Đông, Thành phố Hồ Chí Minh tiếp giáp với 6 tỉnh: phía bắc và phía đông là các tỉnh Bình Dương, Đồng Nai và một phần tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu; phía tây là các tỉnh Tây Ninh, Long An và tỉnh Tiền Giang. Về phía nam, thành phố tiếp giáng với Biển Đông, mà trực tiếp là vịnh Đồng Tranh và vịnh Gành Rái. Thành phố Hồ Chí Minh gồm có bốn điểm cực: Cực Bắc là xã Phú Mỹ Hưng, huyện Củ Chi. Cực Tây là xã Thái Mỹ, huyện Củ Chi. Cực Nam là xã Long Hòa, huyện Cần Giờ. Cực Đông là xã Thạnh An, huyện Cần Giờ. Nằm ở miền Nam Việt Nam, Thành phố Hồ Chí Minh cách Hà Nội 1.730 km theo đường bộ, trung tâm thành phố cách bờ biển Đông 50 km theo đường chim bay. Với vị trí tâm điểm của khu vực Đông Nam Á, Thành phố Hồ Chí Minh là một đầu mối giao thông quan trọng về cả đường bộ, đường thủy và đường không, nối liền các tỉnh trong vùng và còn là một cửa ngõ quốc tế. Diện tích tự nhiên của thành phố là 2.095,01 km2, chiếm hơn 6,36% diện tích cả nước, trong đó gồm 442,13 km2 nội thành và 1.652,88km2 ngoại thành. Như vậy, vị trí địa lí của Thành phố Hồ Chí Minh là một thế mạnh, góp phần mở rộng giao lưu liên kết ở trong và ngoài nước, giúp kinh tế của thành phố nhanh chóng hội nhập vào thị trường khu vực và thế giới.( Niên giám thống kê TP. Hồ Chí Minh 2002. Cục Thống kê TP. Hồ Chí Minh. 4/2003, trang 17.)  Địa hình Nằm trong vùng chuyển tiếp giữa miền Đông Nam Bộ và đồng bằng sông Cửu Long, địa hình thành phố thấp dần từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông. Vùng cao nằm ở phía bắc - Đông Bắc và một phần Tây Bắc, trung bình 10 đến 25 mét. Xen kẽ 5 có một số gò đồi, cao nhất lên tới 32 mét như đồi Long Bình ở quận 9. Ngược lại, vùng trũng nằm ở phía Nam - Tây Nam và Ðông Nam thành phố, có độ cao trung bình trên dưới 1 mét, nơi thấp nhất 0,5 mét. Các khu vực trung tâm, một phần các quận Thủ Đức, quận 2, toàn bộ huyện Hóc Môn và quận 12 có độ cao trung bình, khoảng 5 tới 10 mét. 6 Hình 2.1: Bản đồ ranh giới hành thành phố Hồ Chí Minh  Thủy văn. Về thủy văn, nằm ở vùng hạ lưu hệ thống sông Ðồng Nai - Sài Gòn, Thành phố Hồ Chí Minh có mạng lưới sông ngòi kênh rạch rất đa dạng. Sông Ðồng Nai bắt nguồn từ cao nguyên Lâm Viên, hợp lưu bởi nhiều sông khác, có lưu vực lớn, khoảng 45.000 km². Với lưu lượng bình quân 20–500 m³/s, hàng năm cung cấp 15 tỷ m³ nước, sông Đồng Nai trở thành nguồn nước ngọt chính của thành phố. Sông Sài Gòn bắt nguồn từ vùng Hớn Quản, chảy qua Thủ Dầu Một đến Thành phố Hồ Chí Minh, với chiều dài 200 km và chảy dọc trên địa phận thành phố dài 80 km. Sông Sài Gòn có lưu lượng trung bình vào khoảng 54 m³/s, bề rộng tại thành phố khoảng 225 m đến 370 m, độ sâu tới 20 m. Nhờ hệ thống kênh Rạch Chiếc, hai con sông Đồng Nai và Sài Gòn nối thông ở phần nội thành mở rộng. Một con sông nữa của Thành phố Hồ Chí Minh là sông Nhà Bè, hình thành ở nơi hợp lưu hai sông Đồng Nai và Sài Gòn, chảy ra biển Đông bởi hai ngã chính Soài Rạp và Gành Rái. Trong đó, ngã Gành Rái chính là đường thủy chính cho tàu ra vào bến cảng Sài Gòn. Ngoài các con sông chính, Thành phố Hồ Chí Minh còn có một hệ thống kênh rạch chằng chịt: Láng The, Bàu Nông, rạch Tra, Bến Cát, An Hạ, Tham Lương, Cầu Bông, Nhiêu Lộc-Thị Nghè, Bến Nghé, Lò Gốm, Kênh Tẻ, Tàu Hũ, Kênh Ðôi...Hệ thống sông, kênh rạch giúp Thành phố Hồ Chí Minh trong việc tưới tiêu, nhưng do chịu ảnh hưởng dao động triều bán nhật của biển Ðông, thủy triều thâm nhập sâu đã gây nên những tác động xấu tới sản xuất nông nghiệp và hạn chế việc tiêu thoát nước ở khu vực nội thành.  Khí hậu. Nằm trong vùng nhiệt đới savan, cũng như một số tỉnh Nam bộ khác Thành phố Hồ Chí Mình không có bốn mùa: xuân, hạ, thu, đông rõ rệt, nhiệt độ cao đều và mưa quanh năm (mùa khô ít mưa). Trong năm TP.HCM có 2 mùa là biến thể của mùa hè: mùa mưa – khô rõ rệt. Mùa mưa được bắt đầu từ tháng 5 tới tháng 11 (khí hậu nóng ẩm, nhiệt độ cao mưa nhiều), còn mùa khô từ tháng 12 tới tháng 4 năm sau (khí hậu khô mát, nhiệt độ cao vừa mưa ít). Trung bình, Thành phố Hồ Chí Minh có 160 tới 270 giờ nắng một tháng, nhiệt độ trung bình 27 °C, cao nhất lên tới 40 °C, thấp nhất xuống 13,8 °C. Hàng năm, thành phố có 330 ngày nhiệt độ trung bình 25 tới 28 °C. 7 Lượng mưa trung bình của thành phố đạt 1.949 mm/năm, trong đó năm 1908 đạt cao nhất 2.718 mm, thấp nhất xuống 1.392 mm vào năm 1958. Một năm, ở thành phố có trung bình 159 ngày mưa, tập trung nhiều nhất vào các tháng từ 5 tới 11, chiếm khoảng 90%, đặc biệt hai tháng 6 và 9. Trên phạm vi không gian thành phố, lượng mưa phân bố không đều, khuynh hướng tăng theo trục Tây Nam – Ðông Bắc. Các quận nội thành và các huyện phía bắc có lượng mưa cao hơn khu vực còn lại. Thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng bởi hai hướng gió chính là gió mùa Tây– Tây Nam và Bắc – Ðông Bắc. Gió Tây – Tây Nam từ Ấn Độ Dương, tốc độ trung bình 3,6 m/s, vào mùa mưa. Gió Gió Bắc – Ðông Bắc từ biển Đông, tốc độ trung bình 2,4 m/s, vào mùa khô. Ngoài ra còn có gió tín phong theo hướng Nam – Đông Nam vào khoảng tháng 3 tới tháng 5, trung bình 3,7 m/s. Có thể nói Thành phố Hồ Chí Minh thuộc vùng không có gió bão. Cũng như lượng mưa, độ ẩm không khí ở thành phố lên cao vào mùa mưa (80%), và xuống thấp vào mùa khô (74,5%). Bình quân độ ẩm không khí đạt 79,5%/năm. 2.2.2. Điều kiện kinh tế- xã hội  Kinh tế: Kinh tế của thành phố sang quý 2 tiếp tục ổn định và tăng trưởng: sản xuất công nghiệp và hoạt động xây dựng đều tăng cao hơn cùng kỳ, chỉ số sản xuất công nghiệp 6 tháng đầu năm 2016 đạt 6,90% cùng kỳ là 6,5%; giá trị sản xuất xây dựng tăng 15,29%, cùng kỳ tăng 10,9%; tổng mức bán lẻ hàng hóa và dịch vụ tăng 11,3% cao hơn mức 10,9% của cùng kỳ trong đó thương mại và khách sạn nhà hàng có mức tăng xấp xỉ, bất động sản giảm nhẹ, xuất khẩu không tính dầu thô tăng 8%, thấp hơn mức 9,2% cùng kỳ, tổng vốn đầu tư xã hội 6 tháng đạt 125.100 tỷ đồng tăng 9,1% so cùng kỳ, bằng 26,2% GRDP; tổng thu ngân sách 6 tháng đạt 145.177 tỷ đồng, đạt 48,3% dự toán, tăng 8,0%.( Cục thống kê thành phố Hồ Chí Minh, năm 2016)  Xã hội: 6 tháng đầu năm 2016, số lượt lao động giải quyết việc làm là 149.319 người đạt 55,30% so với kế hoạch, số chỗ việc làm mới tạo ra là 62.563 chỗ làm đạt 8 50,05% so với kế hoạch. Số lao động đi làm việc ở thị trường lao động các nước là 4.207 người. Thực hiện chính sách bảo hiểm thất nghiệp Từ ngày 02/01/2016 đến ngày 20/05/2016 trên địa bàn thành phố có: - 40.470 lao động đến Trung tâm dịch vụ việc làm thành phố nộp hồ sơ hưởng trợ cấp thất nghiệp; - 36.728 người nhận quyết định hưởng trợ cấp thất nghiệp; - 40.317 người được tư vấn, giới thiệu việc làm; - 5.548 người được hỗ trợ học nghề. So với cùng kỳ năm 2015, số người nộp hồ sơ tăng 3.309 người (tăng 8,90%), số người có quyết định nhận trợ cấp thất nghiệp tăng 1.307 trường hợp (tăng 3,69%), số người được tư vấn, giới thiệu việc làm tăng 11.575 người (tăng 40,27%), số người được hỗ trợ học nghề giảm 410 người (giảm 6,88%). ( Cục thống kê thành phố Hồ Chí Minh, năm 2016) 2.3. Tổng quan phương pháp nghiên cứu 2.3.1. Thuật toán nội suy Kriging : Thuật toán nội suy Kriging: Kriging là một thủ tục thống kê địa chính tiên tiến tạo ra một bề mặt ước tính từ một tập các điểm có rải rác với các giá trị z. Hơn thế nữa với các phương pháp nội suy khác, cần phải có một cuộc điều tra kỹ lưỡng về hành vi không gian của hiện tượng được biểu diễn bởi các giá trị z trước khi bạn lựa chọn phương pháp ước lượng tốt nhất để tạo ra bề mặt đầu ra. Công thức Kriging: Kriging tương tự như IDW trong đó các giá trị đo xung quanh để lấy được dự đoán cho một vị trí không đo được. Công thức:  Ở đâu: Z (s i ) = giá trị đo tạivị trí i thứ i Λ i= Một trọng số không rõ cho giá trị đo tại vị trí thứ i S 0 = vị trí dự đoán 9 N = số lượng các giá trị đo được Trong phương pháp IDW, trọng lượng, λ i , phụ thuộc hoàn toàn vào khoảng cách đến vị trí dự đoán. Tuy nhiên, với phương pháp kriging, trọng lượng không chỉ dựa trên khoảng cách giữa các điểm đo và vị trí dự đoán mà còn về sự sắp xếp không gian tổng thể của các điểm đo. Để sử dụng sự sắp xếp không gian trong trọng lượng, phải xác định được độ tương quan không gian. Như vậy, trong Kriging bình thường, trọng lượng, λ i , phụ thuộc vào một mô hình được trang bị các điểm đo, khoảng cách đến vị trí dự đoán, và các mối quan hệ không gian giữa các giá trị đo xung quanh vị trí dự đoán. Các phần sau đây thảo luận về cách thức công thức kriging tổng quát được sử dụng để tạo ra một bản đồ của bề mặt dự báo và một bản đồ tính chính xác của dự đoán. 2.3.2. Tình hình nghiên cứu trên Thế giới: Những nghiên cứu và ứng dụng công nghệ vào quản lý sử dụng nước là vấn đề mà nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm, đặc biệt đối với các khu vực các nước phát triển, vấn đề bảo vệ môi trường rất đƣợc quan tâm như châu Mỹ, châu Âu, châu Úc. Nhiều nghiên cứu tập trung vào việc đánh giá lưu lượng dòng chảy và chất lượng nước của lưu vực dưới tác động của biến đổi sử dụng đất, biến đổi khí hậu,… Liên quan đến phương pháp đánh giá chất lượng nước có 2 phương pháp phổ biến: Ứng dụng mô hình toàn và phương pháp nội suy. Một số mô hình toán được sử dụng như là MIKE, NAM, SWAT, QUAL2E, WASP5, CE- QUAL - RIV1… Một số nghiên cứu sử dụng GIS và phương pháp nội suy không gian trong quản lý chất lượng nước: Tác giả Cynthia Meyer (2006) đã thực hiện đề tài với mục tiêu đánh giá chất lượng nước tại hạt Pinellas, USA. Trong nghiên cứu tác giả sử dụng phương pháp nội suy không gian IDW cho chỉ tiêu DO. Kết quả của nghiên cứu này hỗ trợ cho người quản lý trong sàng lọc thông tin và thực hiện các đánh giá sự suy thoái chất lượng nước mặt của Tampa Bay. Salvatore Spinella và cộng sự (2008) đã thực hiện đề tài đánh giá chất lượng nước sông với phương pháp nội suy mờ. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng phương pháp mờ thể hiện hiện trạng về môi trường thông qua các dữ liệu quan trắc. Hơn nữa, nội suy mờ có thể được sử dụng để đánh giá chất lượng môi trường từ dữ liệu trực 10 tiếp, mà không cần xem xét dữ liệu thống kê. Phương pháp nội suy mờ, áp 17 dụng cho giám sát chất lượng nƣớc cho phép mô tả tốt hơn việc phân loại dựa trên các quy chuẩn kỹ thuật. Phương pháp nội suy mờ giúp cải thiện độ tin cậy của việc đánh giá chất lượng nước. 2.3.3. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam: Hiện nay, với sự phát triển của công nghệ thông tin cũng như khoa học kỹ thuật nói chung, phương pháp nội suy ngày càng được ứng dụng nhiều. Tuy nhiên do điều kiện tự nhiên đặc thù của Việt Nam thì phương pháp nội suy chủ yếu dùng vào đánh giá các yếu tố khí tượng do đó các nghiên cứu sử dụng trong đánh giá chất lượng nước khá ít, chủ yếu tập trung vào các mô hình toán ứng dụng. Một số nghiên cứu sử dụng mô hình toán để đánh giá chất lượng nước như: Nguyễn Thanh Tuấn (2011) đã thực hiện đề tài ứng dụng GIS và mô hình SWAT đánh giá chất lượng nước lưu vực hồ Dầu Tiếng. Nghiên cứu đã tiến hành thu thập bản đồ đất, bản đồ sử dụng đất, bản đồ địa hình và dữ liệu thời tiết. Từ đó chạy mô hình SWAT để đánh giá chất lượng nước của lưu vực hồ Dầu Tiếng. Kết quả của nghiên cứu đã đề xuất những giải pháp thích hợp để bảo vệ và nâng cao chất lượng nước của hồ Dầu Tiếng. Tạ Thanh Tùng (2014) đã thực hiện đề tài ứng dụng GIS và thuật toán nội suy đánh giá chất lượng nước tại tỉnh Đồng Nai. Kết quả đánh giá chất lượng nước khu vực và lựa chọn Phương pháp nội suy nào chính xác cho một thông số môi trường cụ thể cùng một thời điểm. 11