Ứng dụng GIS và phương pháp phân tích đa chỉ tiêu trong lựa chọn địa điểm bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt nhằm hỗ trợ công tác quy hoạch sử dụng đất huyện Đông Anh, thành phố Hà Nội Trần Quốc Bình, Lê Phương Thúy, Giáp Thị Thu Thủy, Nguyễn Thị Thanh Loan, Trần Thị Thúy Khoa Địa lý, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội (Đăng tại Hội nghị Khoa học kỷ niệm 65 năm ngành Quản lý đất đai, Hà Nội, 2010) 1. Mở đầu Theo ước tính của dự án 3RHN [3], hàng năm thành phố Hà Nội thải ra khoảng 950 nghìn tấn chất thải rắn thải sinh hoạt. Nhưng với tốc độ phát triển kinh tế chóng mặt như hiện nay thì con số này không dừng lại ở đây trong những năm tới. Như vậy, nếu không có biện pháp xử lí thích hợp, lượng rác thải khổng lồ trên sẽ trở thành thảm họa cho đô thị bởi nó sẽ gây ô nhiễm môi trường, làm mất mỹ quan đô thị, ảnh hưởng tới sức khỏe con người, lãng phí sử dụng đất,... Hiện nay có khá nhiều phương pháp xử lý chất thải rắn sinh hoạt, trong đó chôn lấp là một biện pháp được áp dụng khá phổ biến ở Việt Nam và nhiều nước trên thế giới. Tuy nhiên, việc lựa chọn vị trí bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt (BCL CTRSH) là một bài toán rất phức tạp đối với các nhà quy hoạch vì để giải nó, cần phải tính đến tác động tổng hợp của nhiều yếu tố về tự nhiên, kinh tế, xã hội và môi trường. Bởi vậy, GIS và phương pháp phân tích đa chỉ tiêu sẽ là những công cụ rất thích hợp để giải bài toán này. Từ những năm 70 của thế kỷ trước, các nhà khoa học Mỹ đã tiếp cận kỹ thuật phân tích đa chỉ tiêu và chồng xếp bản đồ để lựa chọn địa điểm bố trí bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt. Cuối những năm 80, hướng nghiên cứu về lựa chọn địa điểm đã lan rộng sang các nước Châu Âu và một số quốc gia phát triển ở Châu Á. Trong những năm gần đây, nổi lên một số nghiên cứu ứng dụng GIS trong việc lựa chọn địa điểm bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt ở Malaysia, Hy Lạp, Nhật Bản, Đài Loan,... [7, 8, 9, 10, 11, 14]. Ở Malaysia, Mokhotar và nnk (2008) đã sử dụng phương pháp phân tích đa chỉ tiêu (được tích hợp bởi hai thuật toán là Quá trình phân tích phân cấp (AHP - Analytic Hierachy Process) và liên kết trọng số tuyến tính (WLC - Weighted Linear Combination) để giải quyết bài toán này. Quy trình này gồm 2 bước chính: đầu tiên dựa vào các chỉ tiêu giới hạn về vị trí bãi chôn lấp để phân tích các dữ liệu không gian đầu vào nhằm xác định các khu vực tiềm năng, sau đó xác định trọng số cho các chỉ tiêu và từ đó tính điểm cho các khu vực tiềm năng [11]. Trong một nghiên cứu khác, Karkazi và nnk (2001) sử dụng phương pháp phân tích dữ liệu đầu vào theo logic mờ (fuzzy logic). Phương pháp này được áp dụng khi các chỉ tiêu đưa ra không đòi hỏi quá chính xác, cụ thể, ranh giới của các khu vực không rõ ràng mà là phân cách dần dần. Điểm khác biệt của nó so với các phương pháp khác là các chỉ tiêu không cần chính xác vì được tính gián tiếp thông qua các quy tắc xác định dựa trên khoảng cách từ một điểm đến một đối tượng [9]. Theo phương pháp chồng xếp bản đồ và cách tiếp cận boolean logic, tác giả Makibinyane Thoso (2007) đã nghiên cứu thử nghiệm tại thủ đô của Nam Phi. Yếu tố đầu 1 vào là các bản đồ, các bản đồ này sẽ chỉ ra các vùng thích hợp (giá trị boolean là 1) hay không thích hợp (giá trị boolean là 0) cho từng chỉ tiêu. Các bản đồ này được chồng xếp với nhau tạo ra bản đồ giới hạn cuối cùng. Trong số các chỉ tiêu giới hạn đề ra, tác giả lựa chọn 2 chỉ tiêu quan trọng hơn cả là khoảng cách tới bề nguồn nước mặt và khoảng cách tới đường sắt để xây dựng bản đồ hệ số (factor maps). Bản đồ hệ số khác với bản đồ giới hạn là nó thể hiện sự phận loại mức độ thích hợp từ ít thích hợp đến thích hợp nhất. Tuy nhiên, hệ số này được gán rất đơn giản, theo chủ quan của người ra quyết định. Cuối cùng là thao tác chồng xếp bản đồ giới hạn và bản đồ hệ số để cho ra bản đồ thích hợp nhất [10]. Nhìn chung, việc ứng dụng GIS để xác định địa điểm bố trí bãi chôn lấp chất thải rắn được thực hiện khá rộng rãi trên thế giới. Còn ở Việt Nam thì công tác này hiện còn tương đối tự phát, chủ yếu là áp dụng các tiêu chí đơn giản. Năm 2001, Thông tư Liên tịch 01/2001/BXD - BKHCNMT được đưa ra để hướng dẫn việc lựa chọn địa điểm, xây dựng và vận hành BCL chất thải rắn. Nghiên cứu ứng dụng GIS trong lĩnh vực này mới chỉ có ở một số công trình. Ví dụ cụ thể là nghiên cứu của Trung tâm Nghiên cứu Bảo vệ Môi trường - Đại học Đà Nẵng đã quy hoạch xác định vị trí BCL CTRSH ở Đông Nam, Khánh Sơn, Đà Nẵng. Trước tiên, các tác giả đã xác định các tiêu chí phù hợp với quy phạm và khu vực nghiên cứu. Sau đó tiến hành xác định các vùng đệm để phát hiện những khu vực không phù hợp. Trên cơ sở đó chọn sơ bộ vị trí BCL CTRSH rồi tiến hành khảo sát địa chất và điều tra các vấn đề kinh tế - xã hội liên quan [4]. Nghiên cứu này đã được phát triển thành phần mềm Landfill. Tuy nhiên việc xác định cụ thể các trọng số của các tiêu chí chưa được xác định rõ ràng. Như vậy, nhu cầu thực tế ở Việt Nam hiện nay là cần có một quy trình và phương pháp tính toán cụ thể hơn nữa để hỗ trợ cho các nhà quy hoạch tìm được vị trí chôn lấp chất thải rắn hợp lý, giảm thiểu tác động về kinh tế, xã hội và môi trường. Trong bài báo này, chúng sẽ đề cập đến vấn đề ứng dụng GIS và AHP - một trong số các phương pháp phân tích đa chỉ tiêu - để lựa chọn địa điểm bố trí BCL CTRSH trên cơ sở ví dụ ở huyện Đông Anh, thành phố Hà Nội. 2. Quy trình lựa chọn địa điểm bố trí bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt bằng GIS và AHP 2.1. Khái quát về AHP Từ khi được đề xuất bởi T. Saaty trong những năm 1980, đến nay AHP (Analytic Hierachy Process - quá trình phân tích phân cấp) đã trở thành phương pháp phân tích đa chỉ tiêu hay được sử dụng nhất bởi nó khá đơn giản, có tính khách quan khá cao và phù hợp với tư duy của con người. Quá trình thực thi của AHP gồm 4 bước chính [12]: 1. Phân rã một tình huống phi cấu trúc thành các thành phần nhỏ. 2. Sắp xếp các thành phần hay các chỉ tiêu theo một thứ tự phân cấp. 3. Gán giá trị số cho những so sánh chủ quan về mức độ quan trọng của các chỉ tiêu. Việc so sánh này được thực hiện giữa các cặp chỉ tiêu với nhau và được tổng hợp lại thành một ma trận vuông cấp n, trong đó phần tử aij thể hiện mức độ quan trọng của chỉ tiêu ở hàng i so với chỉ tiêu ở cột j. Mức độ quan trọng của các chỉ tiêu được đánh giá dựa trên ý kiến của các chuyên gia theo thang điểm như trên hình 1. 2 4. Tính toán và tổng hợp kết quả để xác định mức độ quan trọng của các chỉ tiêu. Cách thức đơn giản nhất được thực hiện như sau: - Chuẩn hóa mức độ quan trọng của các chỉ tiêu bằng cách lấy giá trị của các ô trong mỗi cột chia cho tổng giá trị của cột đó. - Tính giá trị trung bình của từng dòng trong ma trận cho ra trọng số tương ứng của các chỉ tiêu (hình 2). 1/9 1/7 1/5 1/3 1 3 5 7 9 Vô Rất ít Ít quan Ít quan Quan Quan Quan Rất Vô cùng cùng ít quan trọng trọng trọng trọng trọng quan quan quan trọng nhiều hơn như hơn nhiều trọng trọng trọng hơn hơn nhau hơn hơn hơn Hình 1. Thang điểm so sánh mức độ quan trọng của các chỉ tiêu trong phương pháp AHP (các giá trị trung gian là 1/2, 1/4 , 1/6, 1/8, 2, 4, 6, 8). Ma trận mức độ quan trọng Chuẩn hóa ma trận Trọng số chung X1 X2 X3 X1 X2 X3 X1 0.101 X1 1 1/4 1/5 X1 0.1 0.111 0.091 X2 0.433 X2 4 1 1 X2 0.4 0.444 0.455 X3 0.466 X3 5 1 1 X3 0.5 0.444 0.455 Tổng 10 2.25 2.2 Tổng 1 1 1 Hình 2. Ví dụ về mức độ quan trọng của các chỉ tiêu và cách tính trọng số. Khi thực hiện đánh giá các chỉ tiêu, mức độ quan trọng của các chỉ tiêu được đánh giá phụ thuộc vào ý kiến chủ quan của người đưa ra quyết định, vì thế khó có thể đảm bảo được tính khách quan của vấn đề. Để đánh giá tính nhất quán của kết quả, người ta sử dụng tỷ số nhất quán của dữ liệu (Consistency Ratio - CR) theo các công thức sau [12]:  n n n  CI max  n 1   w1i  w 2i  w2i  CR  , với: CI  ; max    i 1  i 1  i 1  ... (1) RI n 1 n  w11 w22 w22    trong đó, CI: chỉ số nhất quán (Consistency Index); RI: chỉ số ngẫu nhiên (Random Index) được xác định bằng phương pháp thực nghiệm (bảng 1); max : giá trị đặc trưng của ma trận mức độ quan trọng; wij: giá trị của các chỉ tiêu đã được chuẩn hóa của hàng i cột j. Bảng 1. Giá trị RI tương ứng với số lượng chỉ tiêu n [12] n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 RI 0 0 0.52 0.89 1.11 1.25 1.35 1.40 1.45 1.49 Giá trị tỷ số nhất quán CR <0.1 là chấp nhận được, nếu lớn hơn thì người đưa ra quyết định thu giảm sự không đồng nhất bằng cách thay đổi giá trị mức độ quan trọng giữa các cặp chỉ tiêu. 2.2. Quy trình lựa chọn địa điểm bố trí bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt bằng GIS và AHP 3 Ý tưởng xây dựng quy trình lựa chọn địa điểm bố trí BCL CTRSH là chia quá trình phân tích thành 2 giai đoạn. - Giai đoạn 1: chuẩn bị dữ liệu và phân tích sơ bộ. Mục tiêu chính của giai đoạn này là sử dụng một số chỉ tiêu dễ đánh giá để giới hạn miền tìm kiếm ở một số vị trí tiềm năng có nhiều khả năng nhất để bố trí BCL CTRSH. Nếu bỏ qua giai đoạn này thì các bước của giai đoạn tiếp theo rất khó thực hiện, thậm chí là không khả thi, do miền tìm kiếm quá lớn (thực chất sẽ là toàn bộ khu vực nghiên cứu). - Giai đoạn 2: đánh giá chung cuộc. Trong giai đoạn này ta so sánh các vị trí tiềm năng (đã tìm thấy ở giai đoạn trước) theo toàn bộ các chỉ tiêu để sắp xếp chúng theo mức độ thích hợp cho BCL CTRSH. Quy trình lựa chọn địa điểm bố trí BCL CTRSH được trình bày trên hình 3, trong đó 6 bước đầu thuộc về giai đoạn đánh giá sơ bộ, 3 bước còn lại thuộc về giai đoạn đánh giá chung cuộc. Giai đoạn đánh giá sơ bộ Giai đoạn đánh giá chung cuộc Xác định mục đích, yêu cầu, Đánh giá các chỉ tiêu còn lại GIS thu thập tài liệu Xác định các yếu tố có ảnh Đánh giá chung cuộc AHP hưởng (các chỉ tiêu) GIS Thu thập dữ liệu, chuẩn hóa Trình bày kết quả GIS dữ liệu và xây dựng CSDL Lập thang điểm đánh giá, xác AHP định trọng số của các chỉ tiêu GIS Đánh giá chỉ tiêu sơ bộ GIS Tổng hợp kết quả đánh giá sơ bộ. Chỉ ra các vị trí tiềm năng AHP Hình 3. Quy trình lựa chọn địa điểm bố trí BCL CTRSH bằng GIS và AHP. Các bước của quy trình như sau: Bước 1. Xác định mục đích, yêu cầu, thu thập tài liệu: xác định nhu cầu xây dựng BCL CTRSH (quy mô diện tích, thời hạn sử dụng, công nghệ xử lý rác,...). Từ đó thu thập các tài liệu có liên quan, đặc biệt là các quy chuẩn ngành về BCL CTRSH. Bước 2. Xác định các yếu tố ảnh hưởng: lên danh mục tất cả các yếu tố có ảnh hưởng (các chỉ tiêu) đến việc lựa chọn vị trí BCL CTRSH. Phân tích ý nghĩa của từng chỉ 4 tiêu, xác định nguồn dữ liệu sử dụng để đánh giá chỉ tiêu. Loại bỏ các chỉ tiêu không quan trọng, thường là những chỉ tiêu có ảnh hưởng ít hoặc không có sự phân hóa rõ rệt trên địa bàn nghiên cứu. Bước 3. Thu thập dữ liệu, chuẩn hóa dữ liệu và xây dựng cơ sở dữ liệu. Trên cơ sở phân tích các chỉ tiêu ở bước 2, thu thập tất cả các dữ liệu để sử dụng đánh giá chỉ tiêu. Các dữ liệu quan trọng nhất là: bản đồ địa hình, bản đồ hiện trạng sử dụng đất, bản đồ quy hoạch sử dụng đất, định hướng quy hoạch đô thị / quy hoạch không gian. Do các dữ liệu này thường nằm ở dạng giấy và thu thập từ nhiều nguồn khác nhau nên cần phải số hóa và chuẩn hóa chúng trước khi cập nhật vào cơ sở dữ liệu. Cần chú ý thu thập dữ liệu không chỉ trong phạm vi khu vực nghiên cứu mà còn cả ở các khu vực lân cận. Bước 4. Lập thang điểm đánh giá và tính trọng số của các chỉ tiêu. Đây là bước có ý nghĩa quyết định đối với độ tin cậy của kết quả thực hiện toàn bộ quy trình vì nếu thang điểm và trọng số của các yếu tố được xác định không thích hợp thì kết quả phân tích sẽ không phản ánh đúng thực tế. Thang điểm cho các chỉ tiêu được lập trên cơ sở phân tích các quy định ngành về BCL CTRSH và tham khảo ý kiến chuyên gia, còn việc đánh giá trọng số có thể được thực hiện bằng AHP thông qua việc yêu cầu một số chuyên gia trong lĩnh vực nghiên cứu điền vào các ma trận so sánh như đã trình bày ở mục 2.1. Do khuôn khổ bài báo có hạn nên chúng tôi không trình bày chi tiết kỹ thuật đánh giá trọng số của các chỉ tiêu ở đây. Độc giả quan tâm có thể tham khảo thêm trong tài liệu [6]. Bước 5. Đánh giá chỉ tiêu sơ bộ. Lựa chọn các chỉ tiêu dễ đánh giá trên diện rộng, ví dụ như khoảng cách tới khu dân cư, khoảng cách tới đường giao thông,... để tiến hành đánh giá và cho điểm theo thang điểm đã lập ở bước 4. Bước này được thực hiện chủ yếu bằng các công cụ phân tích không gian của GIS. Bước 6. Tổng hợp kết quả đánh giá sơ bộ và chỉ ra các vị trí tiềm năng. Trong bước này điểm số S j của từng vị trí j trong khu vực nghiên cứu được tính theo công thức: n' s j   (Wi  xij ) (2) i 1 Wi : Trọng số của chỉ tiêu i; xij : Điểm đánh giá sơ bộ của vị trí j theo chỉ tiêu i; n' : Tổng số các chỉ tiêu dùng trong đánh giá sơ bộ. Những vị trí có điểm số cao nhất và có diện tích lớn hơn hoặc bằng quy mô diện tích theo yêu cầu của BCL CTRSH sẽ được đánh dấu như những vị trí tiềm năng để tham gia vào giai đoạn đánh giá tiếp theo. Bước 7. Đánh giá những chỉ tiêu chưa tính đến trong giai đoạn đánh giá sơ bộ. Đây là những chỉ tiêu rất khó đánh giá hàng loạt cho nhiều vị trí, ví dụ như ý kiến của cộng đồng dân cư và chính quyền địa phương, chi phí vận chuyển thu gom rác,... Tuy nhiên, trong bước này ta chỉ cần giới hạn ở những vị trí tiềm năng đã chỉ ra trong giai đoạn đánh giá sơ bộ, vì thế các chỉ tiêu này hoàn toàn có thể đánh giá được. Bước 8. Đánh giá chung cuộc. Bước này thực hiện đối sánh trực tiếp các vị trí tiềm năng theo từng chỉ tiêu dựa trên kết quả đánh giá đã thực hiện ở các bước trước. Quá trình 5 đối sánh được thực hiện dưới dạng các ma trận so sánh, sự khác biệt của các ma trận này là kết quả cho ta điểm số của từng vị trí (với điểm tối đa là 1) chứ không phải là trọng số như trong bước 4. Với bài toán có n chỉ tiêu và m vị trí tiềm năng, cần phải lập n ma trận so sánh cấp m. Điểm số chung cuộc của từng vị trí được tính theo công thức: n S j   (Wi  X ij ) (3) i 1 Với X ij là điểm đánh giá chi tiết (tối đa bằng 1) của vị trí j theo chỉ tiêu i Bước 9. Trình bày kết quả: khoanh vùng những khu vực tiềm năng trên nền bản đồ địa hình (hay bản đồ hiện trạng sử dụng đất, quy hoạch sử dụng đất,...) và thể hiện chúng theo điểm số, tức là mức độ thích hợp cho BCL CTRSH nhằm giúp cho những người ra quyết định có một cái nhìn trực quan về kết quả phân tích, lựa chọn. 3. Thử nghiệm tại huyện Đông Anh, thành phố Hà Nội 3.1. Khái quát về khu vực thử nghiệm Đông Anh là một huyện ngoại thành nằm ở phía bắc Thủ đô Hà Nội, có diện tích 182,139 km2 và dân số hơn 276 nghìn (năm 2003), nằm trong vùng quy hoạch phát triển công nghiệp, đô thị, dịch vụ và du lịch đã được Chính phủ và Thành phố phê duyệt, là đầu mối giao thông quan trọng nối Thủ đô Hà Nội với các tỉnh phía Bắc. Địa hình của huyện Đông Anh tương đối bằng phẳng. Độ cao trung bình từ 7 đến 8m, dốc dần từ bắc xuống nam và từ tây sang đông. Môi trường địa chất ở đây có tính bền vững cao, đặc trưng bởi cấu tạo địa chất đơn giản, trong mặt cắt địa chất không có các thành tạo đất yếu. Đặc tính xây dựng của đất khá tốt, ví dụ các lớp sét có độ ẩm tự nhiên thấp, có khối lượng riêng, khối lượng thể tích cao và khối lượng cốt đất cao, góc ma sát trong lớn, độ rỗng thấp [5]. Khí hậu của khu vực có điều kiện chung với khí hậu Hà Nội: nhiệt đới gió mùa ẩm, mùa hè nóng mưa nhiều với gió thịnh hành hướng Đông Nam và mùa đông lạnh, ít mưa, gió Đông Bắc thịnh hành. Khu vực chịu ảnh hưởng bởi chế độ thuỷ văn của các sông Hồng và sông Đuống. Ngoài ra, trong huyện còn có sông Cà Lồ, sông Thiếp, sông Ngũ Huyện Khê và rất nhiều ao hồ, trong đó đáng kể nhất là đầm Vân Trì với diện tích 130 ha. Tuy địa hình của huyện có cao hơn so với nội thành Hà Nội nhưng vẫn nằm trong khu vực chịu sự đe doạ của ngập lụt sông Hồng. Do vậy, tuyến đê sông Hồng và sông Đuống là điều kiện cơ bản để bảo vệ khu vực. Tình hình úng lụt thường xảy ra ở các xã phía đông của huyện và thực trạng này cần phải được lưu ý khi lựa chọn BCL CTRSH. Về kinh tế, hiện nay cơ cấu lao động trong huyện vẫn cơ bản là nông nghiệp (hơn 80%), số lao động trong lĩnh vực công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và dịch vụ còn ít. Trên địa bàn huyện có 2 khu công nghiệp là Bắc Thăng Long và Nguyên Khê. Theo quy hoạch đến năm 2020, khu công nghiệp tập trung Đông Anh sẽ hoàn thành. Ngoài ra, còn có một số làng nghề truyền thống, nhưng điển hình và tập trung nhất là làng nghề đồ gỗ ở Liên Hà. Cơ sở hạ tầng kỹ thuật của huyện Đông Anh tương đối phát triển. Huyện là một trong những đầu mối giao thông quan trọng của thủ đô Hà Nội bởi tại đây có một số trục đường chính như đường cao tốc Bắc Thăng Long - Nội Bài, quốc lộ 3, 23,... Các tuyến đường này kết hợp với hệ thống đường liên huyện, liên xã tạo thành một mạng lưới liên 6 hoàn, đáp ứng nhu cầu giao lưu của huyện. Ngoài hệ thống đường giao thông bộ, Đông Anh còn có 3 tuyến đường sắt chạy qua là: Hà Nội - Thái Nguyên, Đông Anh - Việt Trì và tuyến cầu Thăng Long đến ga Bắc Hồng. Về cơ cấu sử dụng đất thì theo số liệu thống kê đất đai năm 2007, đất nông nghiệp của huyện có diện tích 9569.48 ha, chiếm 45% diện tích, chủ yếu là đất sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản, đất phi nông nghiệp có diện tích 8273.97 ha, chiếm 53%, và đất chưa sử dụng chiếm 2%, chủ yếu là đất bãi bồi ven sông Hồng. Về công tác thu gom rác thải và vệ sinh môi trường thì với chủ trương mỗi thôn làng đều có một tổ tự quản và 1 bãi chôn lấp rác thải tại chỗ, Đông Anh là huyện thực hiện khá tốt công tác xã hội hoá vệ sinh môi trường. Tuy nhiên, do là huyện có tốc độ đô thị hoá nhanh, khối lượng chất thải rắn phát sinh trong những năm gần đây tăng một cách đáng kể. Theo báo cáo của Xí nghiệp Môi trường đô thị huyện Đông Anh thì hiện nay, khối lượng rác thải phát sinh trên địa bàn huyện ước tính khoảng 130 tấn/ngày. Trong khi đó, quỹ đất dành cho chôn lấp rác ngày càng hạn hẹp, có nơi quy trình xử lý chưa đảm bảo yêu cầu kỹ thuật nên rất dễ gây ra nguy cơ ô nhiễm môi trường. Hầu hết các bãi rác đều là tự phát, tận dụng những ao hồ, bãi tha ma, lò gạch,… Ví dụ như bãi rác ở xã Vĩnh Ngọc được tạo ra ở khu lò gạch cũ chỉ cách UBND xã khoảng 200m, cách trường tiểu học và THCS Vĩnh Ngọc gần 300m. Với khoảng cách quá gần và rác được đổ “lộ thiên” cạnh đường liên thôn lại không được xử lý, chôn lấp nên mùi hôi thối bốc lên đã ảnh hưởng đến khu vực xung quanh, nhất là đối với học sinh ở các trường học gần đó. Tại xã Kim Nỗ, một bãi rác xuất hiện cách cổng làng 10m, kéo dài khoảng 50m, rất mất vệ sinh. Ở nhiều nơi khác, các xã tổ chức thu gom rác và vận chuyển lên bãi rác Nam Sơn. Tuy nhiên, số lần thu gom ít, chỉ khoảng 2 lần/tuần, dẫn đến tình trạng ứ đọng rác trong khu dân cư vẫn còn phổ biến. Thực tế này dẫn đến nhu cầu quy hoạch một bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh càng trở nên cấp bách trên địa bàn huyện. Năm 2003, UBND Thành phố Hà Nội đã phê duyệt dự án đầu tư “Xây dựng khu chôn lấp và xử lý rác thải Huyện Đông Anh” (giai đoạn 1 từ 2003 đến 2006) theo quyết định số 3822/QĐ-UB. Địa điểm đầu tư là xã Việt Hùng với phạm vi là 88448 m2. Khu chôn lấp rác thải sinh hoạt này được xây dựng mới nhằm mục tiêu thu gom xử lý rác thải trên địa bàn huyện và một số vùng nội thành, lân cận (trong trường hợp cần thiết) góp phần làm giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Đây được coi là một công trình mang tính quy mô của huyện và hiện nay mới bắt đầu được triển khai xây dựng. Liệu vị trí của bãi chôn lấp này đã hợp lý chưa? Và đây có phải là phương án tốt nhất hay không? Bài báo này sẽ sử dụng GIS và phương pháp phân tích đa chỉ tiêu để trả lời các câu hỏi đó. Phần mềm chính được sử dụng trong quá trình phân tích là ArcGIS của hãng ESRI. 3.2. Đánh giá sơ bộ Bước 1. Từ yêu cầu đặt ra là tìm địa điểm bố trí BCL CTRSH có diện tích khoảng 9 ha, các tác giả đã tiến hành thu thập các tài liệu có liên quan bao gồm các quy định ngành như [1, 2] và các số liệu về sử dụng đất, hạ tầng cơ sở, nguồn và lượng rác thải phát sinh, tình hình thu gom rác thải sinh hoạt ở địa phương. Bước 2. Qua phân tích tổng hợp các tư liệu, tài liệu kết hợp với tham khảo ý kiến chuyên gia và điều tra thực địa, các tác giả đã xác định được danh mục gồm 16 chỉ tiêu 7 cần phải tính đến khi lựa chọn địa điểm bố chí BCL CTRSH trên địa bàn huyện Đông Anh (bảng 2). Một số chỉ tiêu như độ cao, độ dốc của địa hình,... không được tính đến do các yếu tố này không có sự thay đổi rõ rệt trên địa bàn huyện. Chỉ tiêu về quy hoạch sử dụng đất được đánh giá gián tiếp qua các chỉ tiêu khác bởi dữ liệu để đánh giá các chỉ tiêu này có tính đến phương án quy hoạch của huyện. Trong số 16 chỉ tiêu trình bày trong bảng 2 thì các chỉ tiêu số 9, 15 và 16 sẽ không được sử dụng trong giai đoạn đánh giá sơ bộ. Bảng 2. Các chỉ tiêu sử dụng để lựa chọn địa điểm BCL CTRSH huyện Đông Anh Tài liệu Nhóm Tên chỉ tiêu Ý nghĩa dùng để đánh giá 1. Khoảng cách đến khu Ảnh hưởng tới sức khoẻ và môi trường sống dân cư đô thị của người dân đô thị 2. Khoảng cách đến khu Ảnh hưởng tới sức khoẻ và môi trường sống dân cư nông thôn của người dân nông thôn Bản đồ địa hình / quy 3. Khoảng cách đến khu Ảnh hưởng tới sức khỏe của người lao động hoạch sử công nghiệp dụng đất / Môi trường 4. Khoảng cách tới khu di Ảnh hưởng tới môi trường du lịch hiện trạng sử tích dụng đất 5. Khoảng cách tới nguồn Ảnh hưởng tới chất lượng nguồn nước mặt nước mặt 6. Khoảng cách đến công Ảnh hưởng tới chất lượng nguồn nước ngầm trình khai thác nước ngầm 7. Thổ nhưỡng Nước rác sẽ thấm xuống và ảnh hưởng tới Bản đồ môi trường nước ngầm thổ nhưỡng 8. Địa chất Ảnh hưởng đến độ an toàn của bãi chôn lấp Bản đồ địa chất 9. Khoảng cách tới các Giảm chi phí và thời gian vận chuyển điểm thu gom rác 10. Hiện trạng sử dụng đất Giảm chi phí đền bù giải phóng mặt bằng Bản đồ địa 11. Khoảng cách tới đường Giảm chi phí về quãng đường vận chuyển và hình / quy giao thông chính thu gom rác hoạch sử Kinh tế 12. Khoảng cách tới đường Ảnh hưởng tới thời gian và chi phí vận dụng đất / giao thông thường chuyển hiện trạng sử 13. Khoảng cách tới đường Ảnh hưởng tới thời gian và chi phí vận dụng đất sắt chuyển 14. Khoảng cách tới trạm Giảm thiểu chi phí xây dựng đường dây tải điện điện 15. Chấp thuận của chính Ảnh hưởng tới ổn định chính trị - xã hội Điều tra thực Xã hội quyền địa phương địa, phỏng 16. Chấp thuận của cộng Ảnh hưởng tới ổn định chính trị - xã hội vấn đồng dân cư Bước 3. Từ danh mục các chỉ tiêu nêu trong bảng 2 tiến hành thu thập các dữ liệu liên quan bao gồm: - Các bản đồ gồm có: bản đồ hiện trạng sử dụng đất huyện Đông Anh năm 2005 tỷ lệ 1: 15000 dạng số, bản đồ địa hình huyện Đông Anh tỷ lệ 1: 25000 dạng số, bản đồ địa 8 chất và khoáng sản Hà Nội tỷ lệ 1: 200.000 dạng số. - Các báo cáo: báo cáo thuyết minh tóm tắt quy hoạch chi tiết huyện Đông Anh, báo cáo đặc điểm địa chất thuỷ văn và hiện trạng khai thác nước dưới đất huyện Đông Anh của Trung tâm Quan trắc chất lượng nước. - Các số liệu điều tra khảo sát sơ bộ ngoài thực địa và số liệu do UBND huyện Đông Anh cung cấp. Các dữ liệu trên đã được số hóa, chuẩn hóa về nội dung thông tin và quan hệ topology rồi sau đó cập nhật vào cơ sở dữ liệu dạng Geodatabase của ArcGIS. Bước 4. Trên cơ sở phân tích các quy định hiện hành về xây dựng BCL CTRSH và tham khảo ý kiến chuyên gia, các tác giả đã thiết lập hệ thống thang điểm cho 13 chỉ tiêu dùng để đánh giá sơ bộ (bảng 3). Điểm số là các số nguyên từ 0 đến 4 với ý nghĩa như sau: 0: hoàn toàn không thích hợp 1: không thích hợp 2: ít thích hợp 3: thích hợp 4: rất thích hợp Những khu vực nào có điểm số bằng 0 theo một chỉ tiêu nào đó sẽ bị loại ra khỏi miền tìm kiếm cho dù điểm số theo các chỉ tiêu khác có thể rất cao. Bảng 3. Thang điểm đánh giá các chỉ tiêu sơ bộ Chỉ tiêu Đơn vị 0 điểm 1 điểm 2 điểm 3 điểm 4 điểm KC dân cư đô thị km 0-1 1-3 3-4 4-7 >7 KC dân cư nông thôn km 0 - 0.3 0.3 - 0.5 0.5 - 1 1-2 >2 KC khu công nghiệp km 0 - 0.5 0.5 - 1 1-2 2-5 >5 KC di tích km 0 - 0.5 0.5 - 1 1-2 2-5 >5 KC nước mặt km 0 - 0.09 0.09 - 0.2 0.2 - 0.3 0.3 - 0.5 > 0.5 KC nước ngầm km 0 - 0.2 0.2 - 0.5 0.5 - 3 3-5 >5 Thổ nhưỡng Phù sa - - Phù sa - ngoài đê trong đê Địa chất (KC tới đứt gãy) km 0 - 0.5 0.5 - 1 1-2 2-3 >3 Hiện trạng sử dụng đất Các loại đất Đất sản Đất NN Đất NN Đất chưa sử khác xuất, kinh hiệu quả dụng, bãi doanh thấp rác cũ KC giao thông chính km 0 - 0.1 > 1.5 0.1 - 0.3 0.3 - 0.4 0.4 - 0.6 0.8 - 1.5 0.6 - 0.8 KC giao thông thường km 0 - 0.03 >1 0.03 - 0.1 0.5 - 0.7 0.2 - 0.5 0.7 - 1 0.1 - 0.2 KC đường sắt km 0 - 0.1 0.1 - 0.2 0.2 - 0.4 0.4 - 0.6 > 0.6 KC trạm điện km - >3 2-3 1-2 0-1 Để xác định trọng số của các chỉ tiêu, các tác giả đã yêu cầu 6 chuyên gia trong các lĩnh vực khác nhau điền thông tin vào các ma trận mức độ quan trọng (tham khảo hình 2) để so sánh các nhóm chỉ tiêu và các chỉ tiêu trong cùng một nhóm với nhau. Kết quả tính toán theo phương pháp AHP được thể hiện trong bảng 4. Bước 5. Đánh giá chỉ tiêu sơ bộ: trong số 16 chỉ tiêu đã xác định ở bước 2 thì có 13 chỉ tiêu được sử dụng để đánh giá sơ bộ (trừ ba chỉ tiêu số 9, 15, 16 trong bảng 2). Các chỉ tiêu đánh giá chủ yếu bằng chức năng Straight Distance của phần mở rộng Spatial Analyst 9 của ArcGIS. Riêng các chỉ tiêu về khoảng cách tới khu công nghiệp và tới khu dân cư (đô thị và nông thôn) có tính đến ảnh hưởng của hướng gió được đánh giá bằng công cụ tiện ích Distance to Settlement Analysis do các tác giả tự thiết kế và xây dựng [13]. Các kết quả đánh giá chỉ tiêu sơ bộ được thể hiện trên hình 4. Trong quá trình đánh giá đề tài đã tính đến các đối tượng nằm ngoài địa bàn huyện Đông Anh (trong khoảng cách 1km tới ranh giới huyện). Tuy nhiên, trên hình 4 chỉ thể hiện điểm số của những vị trí nằm trong ranh giới hành chính huyện. Bảng 4. Kết quả đánh giá trọng số của các chỉ tiêu Trọng số Trọng số Trọng số lớp Trọng số STT Chỉ tiêu lớp 3 lớp 2 1 (nhóm) chung 1 KC dân cư đô thị 0.525 0.139 2 KC dân cư nông thôn 0.333 0.569 0.088 3 KC khu công nghiệp 0.142 0.038 4 KC di tích 0.090 Môi trường: 0.042 5 KC nước mặt 0.108 0.466 0.050 6 KC nước ngầm 0.100 0.047 7 Thổ nhưỡng 0.087 0.041 8 Địa chất (KC tới đứt gãy) 0.046 0.021 9 KC điểm thu gom rác 0.270 0.027 10 Hiện trạng sử dụng đất 0.466 0.047 11 KC giao thông chính 0.539 Kinh tế: 0.012 12 KC giao thông thường 0.297 0.218 0.101 0.007 13 KC đường sắt 0.164 0.004 14 KC trạm điện 0.046 0.005 15 Chấp thuận của chính quyền 0.25 Xã hội: 0.108 16 Chấp thuận của cộng đồng 0.75 0.433 0.324 Tổng: 1.000 Bước 6. Các kết quả đánh giá 13 chỉ tiêu sơ bộ được tổng hợp lại theo công thức (2) bằng công cụ Raster Calculator của ArcGIS. Kết quả tạo ra được một lớp raster tổng với giá trị của từng pixel là điểm số đánh giá sơ bộ cho vị trí của pixel đó. Giá trị này dao động trong khoảng từ 0.4 đến 2.2 (giá trị tối đa về lý thuyết bằng 4). Đề tài đã khoanh vùng những khu vực thỏa mãn điều kiện: - Có điểm số từ 80% đến 100% điểm số lớn nhất, tức là từ 1.75 đến 2.2; - Có diện tích lớn hơn hoặc bằng diện tích dự kiến của BCL CTRSH là 8.85 ha. Những khu vực thỏa mãn điều kiện trên là những vị trí tiềm năng sẽ được so sánh, đánh giá trong giai đoạn tiếp theo để tìm ra địa điểm tối ưu. Trong đề tài này, có 4 vị trí tiềm năng được tìm thấy trên địa bàn của 4 xã là: Thụy Lâm, Việt Hùng, Nam Hồng, Bắc Hồng (hình 5). Chú ý rằng trong 4 vị trí trên thì vị trí tại xã Việt Hùng trùng với vị trí quy hoạch bãi rác đã được phê duyệt của huyện Đông Anh. 10 KC dân cư đô thị KC dân cư nông thôn KC khu công nghiệp KC di tích KC nước mặt KC nước ngầm Thổ nhưỡng Địa chất Hiện trạng SDĐ KC giao thông chính KC giao thông thường KC đường sắt Điểm số: 0 điểm 1 điểm 2 điểm 3 điểm 4 điểm KC trạm điện Hình 4. Kết quả đánh giá 13 chỉ tiêu sơ bộ. Bắc Hồng Thụy Lâm Nam Hồng Việt Hùng Điểm đánh giá sơ bộ: 0.00 0.01-1.75 1.75 - 2.20 Hình 5. Tổng hợp kết quả đánh giá sơ bộ và 4 vị trí tiềm năng được lựa chọn. 11 3.3. Đánh giá chung cuộc Bước 7. Đánh giá những chỉ tiêu chưa tính đến trong giai đoạn đánh giá sơ bộ. Đó là ba chỉ tiêu số 9 (khoảng cách tới các điểm thu gom rác), 15 (chấp thuận của chính quyền địa phương) và 16 (chấp thuận của cộng đồng dân cư). Để đánh giá khoảng cách tới các điểm thu gom rác thải, đề tài đã sử dụng bài toán Origin - Destination Cost Matrix của phần mở rộng Network Analyst của ArcGIS để tính khối lượng vận chuyển rác từ các điểm thu gom đến bãi chôn lấp tính theo đơn vị (tấn  km). Dữ liệu đầu vào bao gồm lớp thông tin về đường giao thông bộ và lớp thông tin về các điểm thu gom rác với thuộc tính là lượng rác thải ra hàng ngày (được ước tính bằng cách nhân số dân của cụm dân cư với lượng rác thải ra hàng ngày của một người). Kết quả được thể hiện ở hình 6, qua đó ta thấy nếu bố trí BCL CTRSH tại xã Việt Hùng thì tổng khối lượng vận chuyển là thấp nhất, ước tính khoảng 1193.7 tấn trên 1 km trong 1 ngày. Hình 6. Kết quả tính khối lượng vận chuyển rác hàng ngày cho 4 vị trí tiềm năng. Hai chỉ tiêu cần đánh giá nữa là ý kiến (sự chấp thuận) của cộng đồng dân cư và của chính quyền địa phương. Đây là những chỉ tiêu rất quan trọng vì các đối tượng này là những người chịu ảnh hưởng trực tiếp của BCL CTRSH. Các chỉ tiêu này được đánh giá trên cơ sở kết quả phỏng vấn trực tiếp và thu thập phiếu điều tra. Kết quả được thể hiện trong bảng 5. Bảng 5. Tổng hợp ý kiến cộng đồng dân cư và chính quyền địa phương về 4 vị trí tiềm năng STT Tên vị trí Ý kiến của cộng đồng dân cư Ý kiến của chính quyền địa phương 1 Thụy Lâm Ủng hộ nhiệt tình Đồng ý 2 Việt Hùng Đồng ý nhưng có điều kiện Đồng ý nhưng có điều kiện 3 Nam Hồng Không đồng ý Đồng ý nhưng có điều kiện 4 Bắc Hồng Không đồng ý Đồng ý nhưng có điều kiện Bước 8. Đánh giá chung cuộc: đề tài đã sử dụng các phương pháp so sánh của AHP để đối sánh trực tiếp các vị trí tiềm năng theo từng chỉ tiêu nhằm so sánh mức độ thích hợp 12