Tài liệu phân tích hệ thống môi trường

ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH ---oO)0(Oo--- Vieän Moâi Tröôøng Taøi nguyeân GIAÙO TRÌNH MOÂN HOÏC PHAÂN TÍCH HEÄ THOÁNG MOÂI TRÖÔØNG (ENVIRONMENTAL SYSTEM ANALYSIS)  Ngöôøi bieân soaïn TS.CHEÁ ÑÌNH LYÙ i L I NÓI ð U Phân tích h th ng môi trư ng là m t môn h c m i, xu t phát t nhu c u ñ i m i phương pháp gi ng d y ngành môi trư ng c a nhi u trư ng ñ i h c trên th gi i. Theo xu hư ng m i, c n trang b cho ngư i h c phương pháp lu n, phương pháp và công c thay vì ch trang b ki n th c. Các v n ñ môi trư ng ngày nay bi n ñ i theo quá trình phát tri n kinh t , s n xu t và do chính ho t ñ ng c a con ngư i gây ra: ô nhi m do s n xu t công nghi p, do ch t th i sinh ho t, y t . . . ch không d ng l i các nhi u lo n thiên nhiên như b o, l t l i, h n hán, mưa ñá. . . . . Nh ng v n ñ môi trư ng phát sinh ngày nay ch y u xu t phát t ho t ñ ng c a con ngư i nghĩa là do m i quan h tương tác ph c h p gi a h th ng xã h i trong ñó gi vai trò quan tr ng nh t là các h th ng s n xu t v i h sinh thái t nhiên. Vì v y, ñ nh n th c và tìm ra nguyên nhân gây ô nhi m ñ ngăn ch n, n m v ng m i quan h tương tác gi a các h th ng ph c h p, c n thi t ph i ti p c n các v n ñ môi trư ng (qui ho ch, qu n lý, d báo, kh c ph c, ngăn ng a. . .) theo phương pháp lu n c a khoa h c h th ng (system science). Môn h c giúp cho ngư i h c trang b quan ñi m “tòan di n” “th y r ng ch không ch th y cây” trong phương pháp tư duy, t ñó, tìm th y nh ng l i ích l n lao trong vi c v n d ng ki n th c vào th c ti n làm vi c ngành môi trư ng và tài nguyên. Ngày nay, phân tích h th ng (system analysis) là m t trong nh ng môn h c cơ s c a h u h t các ngành h c. Nó trang b cho ngư i h c tư duy h th ng ñ gi i quy t nh ng v n ñ riêng c a t ng ngành mà ñ i tư ng nghiên c u là các “h th ng”. Phân tích ñ hi u h th ng, c i ti n nó ho c thi t k h th ng m i nh m làm cho các h th ng ho t ñ ng h u hi u ph c v l i ích c a con ngư i. Phân tích h th ng môi trư ng là s v n d ng tư duy h th ng vào lĩnh v c môi trư ng – tài nguyên. Môn h c “Phân tích h th ng môi trư ng” ñã ñư c khoa môi trư ng trư ng ðH Bách Khoa ðHQG-HCM ñưa vào gi ng d y trong chương trình ñào t o k sư k thu t môi trư ng và qu n lý môi trư ng t năm 1999 và trong các chương trình ñào t o cao h c Qu n lý Môi trư ng c a các cơ s ñào t o thu c ð i h c Qu c Gia Tp H Chí Minh. Tác gi vi t giáo trình này nh m m c ñích giúp ngư i h c ti p c n m t môn h c m i, trang b tư duy h th ng trên cơ s phương pháp lu n khoa h c h th ng và ñi u khi n h c, trên cơ s ñó bi t nh n th c và ñ ra ý tư ng và gi i pháp gi i quy t nh ng v n ñ môi trư ng trong các h th ng k thu t, h sinh thái và các h th ng qu n lý s n xu t và qu n lý ñô th . ð ñ t ñư c m c tiêu, tài li u s ñư c t ch c thành 3 ph n g m 12 chương: A. Ph n cơ s phương pháp lu n 1) Phân tích h th ng môi trư ng, khoa h c h th ng. 2) Phương pháp lu n h th ng (Tư duy, phân tích và ti p c n h th ng - tư duy vòng ñ i trong quá trình phát tri n c a các h th ng). B. Ph n công c phân tích 3) Các phương pháp và công c luy n t p tư duy và phân tích h th ng. 4) Phương pháp phân tích khung lu n lý (Logical Framework Analysis) 5) Các công c phân tích h th ng môi trư ng (ESA tools) i Giáo trình phân tích h th ng môi trư ng – Ch ðình Lý ii 6) Phân tích vòng ñ i s n ph m (Life Cycle Assessment) 7) ðánh giá r i ro môi trư ng (Environment Risk Assessment) 8) ðánh giá công ngh môi trư ng (Environmental Technology Assessment) 9) Phân tích ña tiêu chí (Multi Criteria Analysis) C. Ph n ng d ng vào các lo i h th ng 9) Phân tích h th ng áp d ng trong các h k thu t 10) Phân tích các h sinh thái và các ng d ng. 11) Phân tích các h qu n lý và các ng d ng ð i tư ng c a tài li u này trư c h t là các sinh viên và h c viên cao h c các chuyên ngành môi trư ng: qu n lý, công ngh , s d ng h p lý tài nguyên. Ngoài ra, các cán b khoa h c và qu n lý ngành môi trư ng tài nguyên, nông nghi p nông thôn, du l ch sinh thái, nông lâm nghi p, y t c ng ñ ng, qu n lý ñ t ñai, ñ a lý. . . cũng s tìm th y nh ng ki n th c b ích nh m nâng cao trình ñ nh n th c ngh nghi p, rèn luy n k năng qu n lý. Tác gi bày t s c m ơn ñ i v i PGS.TS. Nguy n văn Phư c, Vi n MT&TN ðHQG-HCM và TS. Lê văn Khoa, S TN&MT TpHCM ñã có nhi u góp ý quý báu ñ ch nh s a b n th o. Tác gi mong mu n nh n ñư c s ph n h i t phía ngư i ñ c ñ ch nh s a nh ng ñi m còn thi u sót và hòan thi n n i dung c a giáo trình và hi v ng các ki n th c, phương pháp phân tích s giúp ngư i ñ c nâng cao trình ñ tư duy h th ng, nâng cao k năng nh n th c các h th ng ph c t p trong nghiên c u, qu n lý cũng như cu c s ng ñ i thư ng. Danh m c các ch vi t t t CED Sơ ñ nguyên nhân h qu CPU B vi x lý trong máy tính DD Phương pháp phân r v n ñ ðKH ði u khi n h c ðHQG-HCM ð i h c Qu c Giá Tp HCM GDP T ng thu nh p qu c dân HT H th ng HST H sinh thái LCA ðánh giá vòng ñ i LFA Phân tích khung lu n lý LTHT Lý thuy t h th ng MOV Phương pháp ki m ch ng MT Môi trư ng MT&TN Môi trư ng và tài nguyên QLRR Qu n lý r i ro PTHTMT Phân tích h th ng môi trư ng PTHT Phân tích h th ng PTHTMT Phân tích h th ng môi trư ng PTHT Phân tích h th ng STNV Sinh thái nhân văn SWOT ði m m nh, ñi m y u, cơ h i, thách th c UNEP Chương trình môi trư ng c a Liên hi p qu c ii Giáo trình phân tích h th ng môi trư ng – Ch ðình Lý iii M CL C Trang L I NÓI ð U ......................................................................................................... I CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH H TH NG MÔI TRƯ NG KHOA H C V H TH NG .................................................................................................................... 1 1. KHÁI NI M V PHÂN TÍCH H TH NG MÔI TRƯ NG (ENVIRONMENTAL SYSTEM ANALYSIS = ESA) ............................................ 1 1.1. Lĩnh v c nghiên c u c a phân tích h th ng môi trư ng ......................................... 2 1.2. Nghiên c u phân tích h th ng môi trư ng trong tương lai ..................................... 3 1.3. Vì sao ph i ng d ng cách ti p c n phân tích h th ng trong ngành môi trư ng .... 5 2. PHÂN BI T CÁCH TI P C N PHÂN TÍCH C ðI N VÀ CÁCH TI P C N PHÂN TÍCH H TH NG ...................................................................................... 6 2.1. Các ti p c n phân tích c ñi n (analytic approach) ................................................ 6 2.2. Cách ti p c n phân tích h th ng ............................................................................ 6 3. PHÂN LO I CÁC H TH NG .......................................................................... 7 3.1. Các ki u h th ng t ng quát ................................................................................... 7 3.2. Phân lo i theo ñ c ñi m c a m i liên h v i môi trư ng chung quanh. .................. 9 3.3. Phân lo i các h th ng theo ngành khoa h c:......................................................... 9 4. CƠ S KHOA H C C A PHƯƠNG PHÁP LU N H TH NG: ðI U KHI N H C (CYBERNETICS) VÀ KHOA H C H TH NG (SYSTEM SCIENCE) ...10 5. KHÁI NI M H TH NG VÀ CÁC KHÁI NI M CƠ B N LIÊN QUAN .........14 5.1. ð i tư ng – hình nh nh n th c – mô hình c a h th ng ...................................... 14 5.2. H thành ph n và h chuyên ñ ............................................................................ 14 5.3. Ranh gi i gi a h th ng và môi trư ng bên ngoài ................................................ 16 5.4. Phân rã h th ng (decomposition), Tích h p h th ng (system integration) và h th ng tích h p (integrated system): ............................................................................. 17 5.5. N i dung và c u trúc h th ng .............................................................................. 17 5.6. Ti n trình bi n ñ i c a h th ng ........................................................................... 17 5.7. ð ng thái c a h th ng (system dynamics) ........................................................... 18 5.8. ð nh nghĩa khái ni m h th ng ............................................................................. 18 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP LU N H TH NG ............................................22 1. CÁC THÀNH PH N C A PHƯƠNG PHÁP LU N H TH NG ....................22 2. TƯ DUY H TH NG .......................................................................................22 2.1. Khái ni m v tư duy h th ng................................................................................ 22 2.2. Các công c tư duy h th ng................................................................................. 24 3. CÁC N I DUNG CƠ B N C A PHÂN TÍCH H TH NG .............................32 3.1. Khái ni m và ý nghĩa c a phân tích h th ng........................................................ 32 3.2. M c tiêu nghiên c u h th ng ............................................................................... 32 3.3. Xác ñ nh quan ñi m phân tích .............................................................................. 33 3.4. Phân tích c u trúc c a h th ng ........................................................................... 34 3.5. Xác ñ nh ranh gi i h th ng: phân ñ nh gi a h th ng và môi trư ng: ................. 37 3.6. Phân tích bi n vào - bi n ra – các ti n trình x lý trong h th ng (các lu ng thông tin – tín hi u trong h th ng) - Các m i liên h tương tác gi a các ph n t và trong và ngoài h th ng ............................................................................................................ 39 3.7. Phân tích ñ ng thái di n bi n c a h th ng theo th i gian .................................... 40 iii Giáo trình phân tích h th ng môi trư ng – Ch ðình Lý iv 3.8. Cơ c u c p b c c a các h th ng (hierarchy structure) : v trí c a h th ng trong t ng th và ph m vi nghiên c u: .................................................................................. 41 3.9. Tính tr i hay tính ưu vi t c a h th ng ................................................................. 42 3.10. M t s lưu ý khi ng d ng c a phương pháp phân tích h th ng ......................... 42 4. PHƯƠNG PHÁP TI P C N H TH NG KHI GI I QUY T V N ð TRONG NGHIÊN C U VÀ QU N LÝ ..............................................................................43 4.1. Cách ti p c n v n ñ ña ngành (multi- disciplinary problem approach) ............... 43 4.2. Cách ti p c n v n ñ liên ngành (interdisciplinary problem approach) ................ 44 5. TƯ DUY VÒNG ð I TRONG PHÂN TÍCH H TH NG.................................44 5.1. Ki u tư duy ñ y ñ v quá trình ñ ng thái c a h th ng: ...................................... 44 5.2. Các m i liên h mang tính vòng l p gi a các thành ph n c a h th ng do các ti n trình bi n ñ i............................................................................................................... 46 CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ CÔNG C LUY N T P TƯ DUY VÀ PHÂN TÍCH H TH NG ......................................................................................48 1. PHƯƠNG PHÁP NH N TH C ........................................................................48 2. PHÂN Rà V N ð ..........................................................................................49 3. SƠ ð NGUYÊN NHÂN VÀ H QU : ...........................................................50 3.1. Xác ñ nh v n ñ .................................................................................................... 50 3.2. Suy nghĩ và vi t ra các y u t là nguyên nhân chính (nhóm nguyên nhân) ............ 50 3.3. Xác ñ nh các nguyên nhân có th (các b c dư i) .................................................. 51 3.4. Phân tích toàn b sơ ñ nh m xác ñ nh các nguyên nhân quan tr ng nh t............ 51 4. PHÂN TÍCH MI N ð NG L C:......................................................................52 4.1. Khái ni m ............................................................................................................. 52 4.2. Các bư c th c hi n: ............................................................................................. 52 5. PHÂN TÍCH CÁC BÊN CÓ LIÊN QUAN (STAKEHOLDER ANALYSIS = SA) ......53 5.1. Các khái ni m cơ b n .......................................................................................... 53 5.2. T m quan tr ng và ý nghĩa c a phân tích các bên có liên quan ........................... 53 5.3. Th i ñi m th c hi n phân tích các bên có liên quan.............................................. 54 5.4. N i dung trình t phân tích các bên có liên quan .................................................. 54 6. PHÂN TÍCH SWOT ..........................................................................................57 6.1. S c n thi t c a vi c xây d ng ñ nh hư ng phát tri n cho các h th ng môi trư ng ................................................................................................................................... 57 6.2. Khái ni m v SWOT ............................................................................................. 57 6.3. Ý nghĩa c a phân tích SWOT ............................................................................... 58 6.4. N i dung phương pháp phân tích SWOT ............................................................... 58 6.5. Ví d minh h a: .................................................................................................... 62 CHƯƠNG 4: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHUNG LU N LÝ (LOGICAL FRAMEWORK ANALYSIS = LFA) .....................................................................65 1. NH N D NG CÁC D ÁN LIÊN QUAN ð N MÔI TRƯ NG TÀI NGUYÊN ..............................................................................................................................65 2. KHÁI NI M V PHÂN TÍCH KHUNG LU N LÝ ........................................66 3. CÁC GIAI ðO N TH C HI N PHÂN TÍCH KHUNG LU N LÝ...................68 3.1. Giai ño n phân tích (Analysis phase) ................................................................... 68 3.2. Giai ño n l p k ho ch (The Planning Phase) ...................................................... 74 iv Giáo trình phân tích h th ng môi trư ng – Ch ðình Lý v 4. ÁP D NG TI N TRÌNH KHUNG LU N LÝ ð ðÁNH GIÁ M T D ÁN S N CÓ ................................................................................................................79 CHƯƠNG 5: CÁC CÔNG C PHÂN TÍCH H TH NG MÔI TRƯ NG .......81 1. T NG QUAN V CÁC CÔNG C PHÂN TÍCH H TH NG MÔI TRƯ NG 81 2. NHÓM CÔNG C T NG QUÁT, ðA NĂNG ..................................................82 2.1. Phân tích ña tiêu chí (Multi-Criteria Analysis (MCA)).......................................... 82 2.2. Phân tích nh y c m (Sensitive analysis (SenA)) .................................................... 82 2.3. Phân tích s không ch c ch n (Uncertainty Analysis (UA)) .................................. 82 2.4. Phân tích k ch b n (Scenario Analysis (ScenA)).................................................... 83 2.5. Phân tích v trí (Position analysis (PA)) ............................................................... 83 2.6. Phân tích chi phí l i ích (Cost Benefit Analysis (CBA)) ........................................ 84 3. NHÓM CÔNG C DÙNG CHO PHÂN TÍCH CÁC S N PH M VÀ D CH V ..............................................................................................................................85 3.1. ðánh giá vòng ñ i s n ph m (Life Cycle Assessment (LCA) ................................. 86 3.2. Phân tích chi phí vòng ñ i (Life Cycle Cost analysis (LCC)) ................................ 86 3.3. Phân tích ñ u vào ñ u ra (Input-output analysis (IOA)) ....................................... 86 3.4. Phân tích t ng yêu c u v t li u (Total Material Requirement (TMR)) ................... 87 3.5. Phân tích cư ng ñ v t li u trên m i ñơn v d ch v (Material Intensity per Unit Service (MIPS))........................................................................................................... 87 3.6. Phân tích cư ng ñ v t li u (Material Intensity Analysis (MAIA) ......................... 88 3.7. ðánh giá chi phí t ng th (Total Cost Assessment (TCA))..................................... 89 3.8. Phân tích hi u qu - chi phí (Cost-Effectiveness Analysis (CEA)) ......................... 89 4. NHÓM CÔNG C S D NG CHO CÁC ð A ðI M.......................................89 4.1. ðánh giá r i ro môi trư ng (Environmental Risk Assessment (ERA)) .................. 89 4.2. Ki m toán lu ng v t li u (Material Flow Accounting/Substance Flow Analysis (MFA/SFA)) ................................................................................................................ 90 4.3. Phân tích d u n sinh thái (Ecological Footprint (EF)) ........................................ 93 4.4. Phân tích năng lư ng tích t trong h sinh thái (Emergy analysis (EmeA))........... 94 5. NHÓM CÔNG C ÁP D NG CHO CÁC XÍ NGHI P, NHÀ MÁY .................96 5.1. Phân tích nhu c u năng lư ng tích lũy (Cumulative Energy Requirement Analysis (CERA)) ...................................................................................................................... 96 5.2. ðánh giá vi c th c hi n b o v môi trư ng (Environmental Performance Evaluation (EPE)) ....................................................................................................... 96 5.3. ðánh giá công ngh (Technology Assessment (TA)) ............................................. 97 5.4. Phân tích năng lư ng hi u d ng (exergy analysis (ExeA)) .................................... 97 6. NHÓM CÔNG C CHUYÊN DÙNG CHO VI C ðÁNH GIÁ TÁC ð NG MÔI TRƯ NG C A CÁC LO I D ÁN .....................................................................98 6.1. Khái ni m v ñánh giá tác ñ ng môi trư ng ......................................................... 98 6.2. Ý nghĩa c a ñánh giá tác ñ ng môi trư ng ........................................................... 99 6.3. Phân lo i ñánh giá tác ñ ng môi trư ng theo ti n trình xây d ng chương trình/k ho ch/d án ................................................................................................................ 99 6.4. ðánh giá môi trư ng chi n lư c (Strategic Environmental Assessment =SEA)) .. 100 6.5. ðánh giá tác ñ ng môi trư ng (Environmental Impact Assessment) ................... 101 6.6. Phương pháp th c hi n báo cáo ðTM ................................................................ 106 CHƯƠNG 6: CÔNG C ðÁNH GIÁ VÒNG ð I S N PH M (LCA) ...........110 1. KHÁI NI M V PHƯƠNG PHÁP ðÁNH GIÁ VÒNG ð I S N PH M.......110 v Giáo trình phân tích h th ng môi trư ng – Ch ðình Lý vi 2. L CH S C A LCA ........................................................................................111 3. NG D NG, L I ÍCH VÀ Ý NGHĨA C A LCA ...........................................111 4. NH NG H N CH C A LCA .......................................................................113 5. ISO 14000 VÀ ðÁNH GIÁ VÒNG ð I S N PH M......................................114 6. M I LIÊN H GI A LCA VÀ S N XU T S CH HƠN ...............................115 6.1. Khái ni m s n xu t s ch hơn .............................................................................. 115 6.2. Khái quát các gi i pháp s n xu t s ch hơn:........................................................ 115 6.3. M i liên h gi a LCA và s n xu t s ch hơn ........................................................ 116 7. CÁC GIAI ðO N C A ðÁNH GIÁ VÒNG ð I S N PH M .......................116 8. HƯ NG D N TH C HI N CÔNG C ðÁNH GIÁ VÒNG ð I S N PH M ðƠN GI N .........................................................................................................117 8.1. Bư c 1: Xác ñ nh m c tiêu và ph m vi ñánh giá (aims and scope) ...................... 118 8.2. Bư c 2: Phân tích ki m kê vòng ñ i (Life Cycle inventory analysis): .................. 119 8.3. Bư c 3: ðánh giá tác ñ ng môi trư ng c a t ng giai ño n trong vòng ñ i s n ph m (Life cycle impact assessment): ........................................................................ 121 8.4. Bư c 4: L p báo cáo LCA hay di n ñ t vòng ñ i s ng (Life cycle interpretation) ................................................................................................................................. 124 CHƯƠNG 7: CÔNG C ðÁNH GIÁ R I RO MÔI TRƯ NG (ENVIRONMENTAL RISK ASSESSMENT) .....................................................127 1. CÁC KHÁI NI M CƠ B N: ...........................................................................127 2. L CH S TÓM T T C A ðÁNH GIÁ R I RO MÔI TRƯ NG ....................128 3. PHÂN LO I ðÁNH GIÁ R I RO ..................................................................129 4. C P ð HAY B C ðÁNH GIÁ R I RO: ......................................................130 5. QUY TRÌNH T NG QUÁT V ðÁNH GIÁ R I RO MÔI TRƯ NG ............130 5.1. Xác ñ nh m i nguy h i ........................................................................................ 131 5.2. ðánh giá phơi nhi m .......................................................................................... 134 5.3. ðánh giá ñ ñ c hay phân tích li u- ph n ng (Dose – response Analysis)......... 138 5.4. Mô t ñ c trưng r i ro ........................................................................................ 140 5.5. Qu n lý r i ro (QLRR): ...................................................................................... 143 6. CÁC GI I H N C A ðÁNH GIÁ R I RO MÔI TRƯ NG:..........................145 CHƯƠNG 8: ðÁNH GIÁ CÔNG NGH ............................................................147 1. KHÁI NI M CÔNG NGH .............................................................................147 2. KHÁI NI M V ðÁNH GIÁ CÔNG NGH ...................................................147 2.1. Khái ni m ñánh giá công ngh ........................................................................... 147 2.2. Các khái ni m liên quan ñ n ñánh giá môi trư ng .............................................. 148 3. NGU N G C C A ðÁNH GIÁ CÔNG NGH ..............................................149 4. CÁC ð C TRƯNG C A ðÁNH GIÁ CÔNG NGH .....................................149 5. PH M VI ðÁNH GIÁ VÀ 2 M C TI P C N ENTA ...................................150 6. CÁC BÊN CÓ LIÊN QUAN TRONG ENTA ...................................................150 7. CÁC L I ÍCH C A ENTA .............................................................................151 vi Giáo trình phân tích h th ng môi trư ng – Ch ðình Lý vii 8. QUI TRÌNH ðÁNH GIÁ CÔNG NGH MÔI TRƯ NG.................................152 8.1. Qui trình ñánh giá DICE 4 bư c ........................................................................ 152 8.2. Quan h gi a qui trình ñánh giá DICE và 5 bư c c a qui trình EnTA ................ 152 8.3. Chu n b ñánh giá .............................................................................................. 154 8.4. Bư c 1: Mô t công ngh ................................................................................... 154 8.5. Bư c 2: Xác ñ nh các ngu n tài nguyên, các yêu c u khác áp l c và tác ñ ng c a công ngh .................................................................................................................. 157 8.6. Bư c 3: ðánh giá sơ b các tác ñ ng c a công ngh .......................................... 161 8.7. Bư c 4: So sánh các phương án công ngh ......................................................... 167 8.8. Bư c 5: Ra quy t ñ nh - Th ng nh t ý ki n và ñưa ra ki n ngh .......................... 169 8.9. Các ho t ñ ng sau ñánh giá: .............................................................................. 171 9. DANH M C CÁC TÁC ð NG MÔI TRƯ NG TI M TÀNG .......................172 9.1. Các tác ñ ng ñ n an toàn và s c kh e con ngư i ............................................... 172 9.2. Các tác ñ ng ñ n môi trư ng t nhiên ñ a phương .......................................... 173 9.3. Các thay ñ i môi trư ng toàn c u....................................................................... 174 Phát th i các khí làm suy gi m t ng Ozôn (Ozone Depletion Potential ...................... 174 9.4. Các tác ñ ng v s d ng tài nguyên ñ t .............................................................. 174 9.5. Các tác ñ ng văn hóa và xã h i .......................................................................... 175 CHƯƠNG 9: PHÂN TÍCH ðA TIÊU CHÍ ..........................................................176 1. KHÁI NI M VÀ ð C TRƯNG C A PHÂN TÍCH ðA TIÊU CHÍ .................176 1.1. Các khái ni m liên quan ..................................................................................... 176 1.2. Các ñ c tính k thu t c a MCA .......................................................................... 176 1.3. ð i tư ng phân tích: .......................................................................................... 176 1.4. Ưu ñi m chính c a MCA: .................................................................................. 177 1.5. Các gi i h n c a MCA: ...................................................................................... 177 2. QUI TRÌNH TH C HI N PHÂN TÍCH ðA TIÊU CHÍ ...................................177 2.1. Xác ñ nh nhi m v ñánh giá và ñưa ra các phương án chính sách hay gi i pháp s phân tích. .................................................................................................................. 178 2.2. Xác ñ nh tiêu chí d a vào ñó các phương án s ñư c ñánh giá ........................... 179 2.3. Thu th p các d li u ñ nh lư ng và ñ nh tính ñ ñánh giá các phương án ........... 181 2.4. Cho ñi m các phương án d a vào tiêu chí b ng cách chu n hóa tiêu chí ............ 181 2.5. Gán tr ng s cho các tiêu chí và so sánh các phương án .................................... 182 2.6. Th c hi n phân tích nh y c m và rà soát l i k t lu n.......................................... 183 CHƯƠNG 10: NG D NG PHÂN TÍCH H TH NG TRONG CÁC H K THU T ..................................................................................................................185 1. TÓM LƯ T V K THU T H TH NG (SYSTEM ENGINEERING) ........185 1.1. Khái ni m v k thu t h th ng:......................................................................... 185 1.2. Các giai ño n c a k thu t h th ng trong các d án l n ph c h p: ................. 186 2. QUI TRÌNH KHUNG THI T K H TH NG TH NGHI M X LÝ MÔI TRƯ NG D A VÀO PHƯƠNG PHÁP LU N H TH NG .............................187 2.1. M c ñích xây d ng mô hình th nghi m x lý môi trư ng (pilot) ........................ 187 2.2. Các giai ño n xây d ng m t mô hình pilot c a m t h th ng x lý ô nhi m môi trư ng ....................................................................................................................... 188 3. NGUYÊN LÝ ðI U KHI N VÀ ðI U CH NH ..............................................190 3.1. Khái ni m:.......................................................................................................... 190 3.2. ði u khi n .......................................................................................................... 191 vii Giáo trình phân tích h th ng môi trư ng – Ch ðình Lý viii 3.3. ði u ch nh .......................................................................................................... 191 4. NG D NG PHÂN TÍCH H TH NG TRONG CÁC H TH NG S N XU T ............................................................................................................................192 4.1. Khái ni m v ti n trình s n xu t ......................................................................... 192 4.2. N i dung phân tích ti n trình s n xu t ................................................................ 192 4.3. ng d ng c a phân tích ti n trình s n xu t ........................................................ 193 CHƯƠNG 11: NH N TH C CÁC H SINH THÁI V I PHƯƠNG PHÁP LU N H TH NG ...............................................................................................195 1. PHÁT TRI N C A KHÁI NI M H SINH THÁI ..........................................195 1.1. Khái ni m h sinh thái t nhiên .......................................................................... 196 1.2. Khái ni m h sinh thái nhân văn ........................................................................ 196 1.3. H sinh thái tích h p (ñô th công nghi p) .......................................................... 197 2. CÁC ð C TRƯNG CHUNG C A CÁC H SINH THÁI ..............................197 2.1. ð 2.2. ð 2.3. ð 2.4. ð 2.5. ð c trưng v c trưng v c trưng v c trưng v c trưng v c u trúc ......................................................................................... 197 ranh gi i h th ng – môi trư ng bên ngoài.................................... 201 ti n trình bi n ñ i trong các HST .................................................. 202 ñ ng thái c a h sinh thái ............................................................. 208 cơ c u c p b c và tương tác c n k ............................................... 215 3. PHÂN LO I CÁC H SINH THÁI ................................................................216 3.1. Phân b c s thay ñ i h sinh thái ....................................................................... 216 4. CÁC CÔNG C PHÂN TÍCH NG D NG TRONG CÁC H SINH THÁI ...217 4.1. Phân tích Ho t ñ ng – Khía c nh môi trư ng và tác ñ ng môi trư ng xác l p m c tiêu qu n lý ñ i v i các h th ng môi trư ng:............................................................ 217 4.2. Phân tích ñư ng d n môi trư ng (Environmental Pathway Analysis) ................ 224 CHƯƠNG 12: NH N TH C CÁC H TH NG QU N LÝ B NG PHƯƠNG PHÁP LU N H TH NG ...................................................................................228 1. H TH NG QU N LÝ VÀ CÁC Y U T C U THÀNH H TH NG..........228 2. NH NG ð C TRƯNG CHUNG C A CÁC H TH NG QU N LÝ ............229 2.1. C u trúc c a các h th ng qu n lý ...................................................................... 229 2.2. Ranh gi i gi a “h th ng và môi trư ng” .......................................................... 231 2.3. ð u vào - Ti n trình x lý – ñ u ra trong các h th ng qu n lý .......................... 232 2.4. ð ng thái c a các h th ng qu n lý .................................................................... 232 2.5. Cơ c u c p b c các t ch c qu n lý................................................................... 233 2.6. Tính tr i hay tính t p hư ng c a h th ng ......................................................... 234 3. NH NG NG D NG PHÂN TÍCH H TH NG MÔI TRƯ NG TRONG CÁC DOANH NGHI P ...............................................................................................234 3.1. Xác ñ nh m c tiêu qu n lý môi trư ng ................................................................ 234 3.2. Phân tích ti n trình s n xu t ñ th c hi n s n xu t s ch hơn .............................. 235 3.3. Phân tích ti n trình s n xu t ñ c i ti n thi t k s n ph m thân thi n môi trư ng. ................................................................................................................................. 236 3.4. Xác ñ nh ranh gi i, phân tích m t b ng ñ xác ñ nh các m i nguy h i trong ñánh giá r i ro môi trư ng................................................................................................. 236 3.5. Phân tích các ti n trình h th ng ñ xây d ng hay c i ti n qui trình qu n lý ....... 236 3.6. L p b n ñ môi trư ng (Eco-mapping) cho công ty ............................................ 239 viii Giáo trình phân tích h th ng môi trư ng – Ch ðình Lý 1 Chương 1: PHÂN TÍCH H TH NG MÔI TRƯ NG KHOA H C V H TH NG M C TIÊU H C T P: 1. Khái ni m v phân tích h th ng môi trư ng (environmental system analysis = ESA). 2. Phân bi t cách ti p c n phân tích c ñi n và cách ti p c n phân tích h th ng 3. Phân lo i các h th ng. 4. Cơ s phương pháp lu n c a ti p c n h th ng: ñi u khi n h c (cybernetics) và khoa h c h th ng (system science). 5. Ph m vi ng d ng c a lý thuy t h th ng. 6. Khái ni m h th ng và các khái ni m cơ b n liên quan. --~~oOo~~-- 1. KHÁI NI M V PHÂN TÍCH H TH NG MÔI TRƯ NG (ENVIRONMENTAL SYSTEM ANALYSIS = ESA) Nh ng v n ñ môi trư ng ngày nay không gi ng nh ng v n ñ ñ t ra gi a th k th 19, lúc mà các nhà khoa h c còn ñang nghiên c u v sinh thái h c, nghiên c u các h sinh thái t nhiên, m i quan h gi a các qu n th sinh v t (ñ ng th c v t = “sinh”) v i môi trư ng s ng c a chúng (môi trư ng sinh - ñ a – lý-hóa = “thái). Các v n ñ môi trư ng ngày nay bi n ñ i theo quá trình phát tri n kinh t , s n xu t và do chính ho t ñ ng c a con ngư i gây ra: ô nhi m do s n xu t công nghi p, do ch t th i công nghi p, sinh ho t, y t . . . ch không d ng l i các nhi u lo n thiên nhiên như l t l i, h n hán, mưa ñá. . . . . Nh ng v n ñ môi trư ng phát sinh ngày nay ch y u xu t phát t ho t ñ ng c a con ngư i nghĩa là do m i quan h tương tác ph c h p gi a h th ng xã h i trong ñó gi vai trò quan tr ng nh t là các h th ng s n xu t v i h sinh thái t nhiên. Các h th ng môi trư ng trong th c t Vi t nam có th nh n bi t trong 10 nhóm: 1. Các khu B o t n thiên nhiên, khu du l ch sinh thái, Vư n qu c gia (Các HST R ng) 2. Các khu v c nông nghi p, trang tr i, vư n cây ăn trái, công nghi p (HST Nông nghi p) 3. Các h sinh thái ñ t ng p nư c (r ng ng p m n, r ng tràm U minh, các ñ m phá ven bi n) 4. Các khu v c ñ m nuôi tôm, làng cá bè trên sông, trên h ñ p th y l i, th y ñi n (HST ao h ) 5. Các khu v c ven bi n (coastal zone), bi n ñ o (HST ven b bi n, bi n). 6. Các doanh nghi p s n xu t công nghi p (các ngành khác nhau) 7. Các khu công nghi p, khu ch xu t (t p h p nhi u doanh nghi p). 8. Các c ng bi n, c ng hàng không, kho bãi. 9. Các b nh vi n 10. Các khu ñô th dân cư và h n h p (HST ñô th ) Các ñ i tư ng c n qu n lý môi trư ng nói trên là các h th ng ph c h p c a các thành ph n t nhiên, xã h i, k thu t công ngh (tùy theo m c ñ khác nhau). 1 Giáo trình phân tích h th ng môi trư ng – Ch ðình Lý 2 Vì v y, ñ nh n th c và qu n lý nh m phát tri n b n v ng, tìm ra nguyên nhân gây ô nhi m ñ ngăn ch n, n m v ng m i quan h tương tác gi a các thành ph n trong h th ng, c n thi t ph i ti p c n các v n ñ môi trư ng (qui ho ch, qu n lý, d báo, kh c ph c, ngăn ng a. . .) theo phương pháp lu n c a khoa h c h th ng (system science), th c hi n phân tích các h th ng môi trư ng (ESA). Qua ñó, có th nh n th c là ESA là s v n d ng tư duy h th ng ñ hi u bi t sâu s c có tính h th ng v nh ng ho t ñ ng c a con ngư i tác ñ ng ñ n môi trư ng t nhiên, t ñó ñưa ra ñư c các gi i pháp h u hi u nh m ngăn ch n các nguy cơ làm suy thoái môi trư ng t nhiên, ñ ng th i làm cho xã h i ngày càng phát tri n theo hư ng b n v ng. Khoa h c h th ng, ñi u khi n h c ñã ñư c phát tri n t cu i th k 19 và có tác d ng r t l n lao trong quá trình phát tri n các ngành khoa h c, ñ c bi t là khoa h c truy n thông, máy tính, y khoa, sinh h c và qu n lý kinh t . Ngày nay, phân tích h th ng (system analysis) là m t trong nh ng môn h c cơ s c a h u h t các ngành h c. Nó trang b cho ngư i h c tư duy h th ng ñ gi i quy t nh ng v n ñ riêng c a t ng ngành mà ñ i tư ng nghiên c u là các “h th ng”. Phân tích ñ hi u h th ng, c i ti n nó ho c thi t k h th ng m i nh m làm cho các h th ng ho t ñ ng h u hi u ph c v l i ích c a con ngư i. Phân tích h th ng môi trư ng là s v n d ng tư duy h th ng vào lĩnh v c môi trư ng – tài nguyên. ð ti p thu, ngư i h c ph i h c theo cách hi u và áp d ng vào các ñ i tư ng nghiên c u khác nhau, “không thu c lòng”. M c tiêu chính c a môn h c là: (1) Trang b các khái ni m (concepts) và nguyên lý (principles) nh n th c các lo i h th ng môi trư ng, v n d ng vào th c ti n ngành ngh cũng như cu c s ng ñ i thư ng các khái ni m và nguyên lý ñó s giúp ngư i h c trang b tư duy và phương pháp lu n h th ng. (2) Rèn luy n cho ngư i h c 6 k năng h c t p: m r ng ki n th c b ng cách tìm ki m trên internet các bài vi t, báo cáo minh h a các v n ñ ñ t ra c a môn h c, hi u bi t khái ni m, nguyên lý, bi t áp d ng vào th c ti n, bi t phân tích, t ng h p và ñánh giá ng d ng trong ngành môi trư ng. (3) Th c hành các công c phân tích h th ng t ng quát và phân tích h th ng môi trư ng như: Phân tích SWOT, Phân tích nguyên nhân h qu , ðánh giá tác ñ ng môi trư ng (EIA = Envieonmental Impacts Assessment); ðánh giá vòng ñ i s n ph m (LCA = Life cycle Assessment); Phân tích lu ng v t ch t (Material Flow analysis = MFA hay SFA = Substance Flow analysis); ðánh giá r i ro môi trư ng (Environmental Risk Assessment = ERA), phân tích ña tiêu chí (Multi Criteria Analysis)…..; áp d ng vào các trư ng h p nghiên c u (case study) thích h p v nh m cũng c nh n th c v tư duy h th ng trong lĩnh v c môi trư ng. 1.1. Lĩnh v c nghiên c u c a phân tích h th ng môi trư ng Trên cơ s nhìn nh n h sinh thái ñô th theo quan ñi m tích h p (bao g m h t nhiên, h k thu t công ngh và h xã h i), các nghiên c u trong phân tích h th ng môi trư ng liên quan ñ n các lĩnh v c: • ðánh giá h qu ñ i v i môi trư ng “t nhiên” c a các thành ph n s n xu t k thu t, thành ph n xã h i. 2 Giáo trình phân tích h th ng môi trư ng – Ch ðình Lý 3 • ESA ñ t tr ng tâm vào vi c phát tri n, s d ng và ñánh giá các phương pháp và công c dùng trong vi c ñánh giá các tác ñ ng môi trư ng c a các h th ng k thu t . • Nghiên c u vai trò c a các phương pháp này trong vi c ra quy t ñ nh, qu n lý và giao ti p . • Nghiên c u các m i quan h gi a các công c khác nhau (s khác bi t, tương t , các b d ki n chia x , lu ng thông tin gi a các công c ..). Hi n nay, ñánh giá vòng ñ i (LCA) và các công c liên quan, các ch s b n v ng, ñánh giá công ngh môi trư ng và ñánh giá môi trư ng c a t ch c các phương pháp ñư c nghiên c u. Các lĩnh v c nghiên c u có th mô t trong hình 1.1 và 1.2, các ví d v công c ñư c dùng, (h p gi a) và các ví d v các d án ch d n vai trò c a chúng trong qu n lý và ra quy t ñ nh. Trong h p th ba, các lĩnh v c công ngh khác nhau, trong ñó, các nghiên c u ñi n hình ñư c th c hi n ñư c li t kê ra. Các phương pháp và công c và s d ng chúng là tiêu ñi m chính trong nghiên c u. Ap d ng chúng trong m t ph m vi r ng các lĩnh v c công ngh s tăng kh năng áp d ng chung. ð r ng ñó trong các lĩnh v c công ngh bao trùm kêu g i s h p tác v i chuyên gia công ngh trong nhi u lĩnh v c khác nhau cũng như huy ñ ng năng l c trong nhóm t các lĩnh v c khác nhau. Hình 1. 1: Ph m vi quan tâm c a phân tích h th ng môi trư ng (h k thu t – h xã h i và h t nhiên) (ngu n: tư li u internet). Các h th ng MT: + Khu du l ch + Các doanh nghi p + Các ñ a phương (huy n, xã) + Các b nh vi n + Các C ng + Các khu Công nghi p + Các c m công nghi p Phương pháp và công c + ðánh giá vòng ñ i (LCA) + ðánh giá r i ro môi trư ng (ERA) + ðánh giá công ngh MT (EnTA) + ðánh giá môi trư ng c a t ch c (EAO) . . . . . . . . . . . . Vai trò c a các công c : + LCA và ra quy t ñ nh + MCA và ñánh giá trong th c t + H p công c ESA + Phân tích tác ñ ng môi trư ng c a s n ph m, h at ñ ng. . . Hình 1. 2: Ph m vi nghiên c u c a phân tích h th ng môi trư ng (phương pháp và công c cho các ngành công nghi p tương ng) (ngu n: tư li u internet) 1.2. Nghiên c u phân tích h th ng môi trư ng trong tương lai M t s cơ quan nghiên c u ñã xác ñ nh m t vài ñ nh hư ng nghiên c u ESA trong ñ u th k 21 như sau: 3 Giáo trình phân tích h th ng môi trư ng – Ch ðình Lý 4 1) Nghiên c u phát tri n phương pháp lu n c a “ðánh giá vòng ñ i s n ph m” (LCA), s d ng LCA trong các ngành công nghi p khác nhau và nghiên c u các ñi n hình (case study) nh m xác ñ nh s r i ro c a tác ñ ng môi trư ng gây ra b i s n xu t, tiêu th s n ph m, ki m soát các lu ng năng lư ng và v t ch t. Chi n lư c nghiên c u bao g m: + M r ng ph m vi nghiên c u các công c ESA, bao g m hai quan ñi m: - “Công c nhìn t bên trong” nghĩa là ñánh giá s phát tri n và s d ng các phương pháp và công c ñánh giá môi trư ng cho nhi u h th ng k thu t công ngh khác nhau t xây d ng, xã h i ñô th ñ n các h th ng cung c p năng lư ng. . . - “Công c nhìn t bên ngoài” nghĩa là các công c và phương pháp môi trư ng ñư c dùng trong vi c ra quy t ñ nh và h c t p b i các thành ph n khác nhau trong xã h i. Th hi n hai quan ñi m ñó trong các hư ng nghiên c u c th như sau: + ðánh giá công ngh môi trư ng.(Environmental Technology Assessment) + Nghiên c u các ch th b n v ng”Sustainability Indicators” và các h th ng thông tin v s b n v ng (sustainability information systems) + Các h th ng thông tin môi trư ng (Environmental Information Systems) + Phương pháp lu n ñánh giá chu trình s n ph m LCA (LCA methodology), ñ c bi t là ñ i v i các ch t ñ c v n chưa ñư c nghiên c u. + ðánh giá môi trư ng c a t ch c (Environmental Assessment of Organising (EAO))ñ xem xét nh hư ng c a t ch c ñ n tác ñ ng môi trư ng. M c ñích c a EAO là ño các s khác bi t môi trư ng gi a các cách khác nhau c a các t ch c, và ñ ñưa ra s hi u bi t v nguyên nhân t ch c gây ra s bi n thiên trong tác ñ ng môi trư ng tương t như tác ñ ng c a các h th ng k thu t. + ðánh giá th c t c a LCA “Evaluation of LCA practice”trong m t s công ty ñã b t ñ u các d án qu n lý s n xu t s ch hơn (CPM project) và kh năng m r ng các chương trình “Chính sách s n ph m t ng h p (IPP = Integrated Product Programme) Nh ng ñi u lưu ý trong nghiên c u ESA: + Nghiên c u hư ng v ngư i s d ng và ngư i hành ñ ng ESA ñư c hư ng v s bi u th , ñánh giá và th c hi n các ño ñ c ñ tìm cách gi m tác ñ ng môi trư ng. ði u ñó g i r ng ESA ch p nh n s hi n di n c a nh ng ngư i trong cu c, con ngư i và các t ch c v i kh năng th c hi n các ño ñ c ñó. Các nghiên c u h th ng môi trư ng (các trư ng h p mà phương pháp ESA ñư c áp d ng) ñư c hư ng d n v i m c ñích cung c p thông tin v tác ñ ng môi trư ng và h tr các quy t ñ nh liên quan ñ n các ño ñ c nh m gi m hay gi i h n tác ñ ng môi trư ng. ð ñ t ñư c ñi u ñó, giai ño n hình thành v n ñ trong nghiên c u ESA là r t quan tr ng thông qua b i t m quan tr ng c a các câu h i rõ ràng, chính xác và các ranh gi i h th ng thích h p trong ñ tài nghiên c u. ð nh hư ng ñ n ngư i s d ng c a nghiên c u ESA g i ý r ng vi c ch n l a phương pháp và công c cho phân tích h th ng thay ñ i t trư ng h p này ñ n trư ng h p khác. Quan ñi m ngư i s d ng cũng g i r ng ng d ng c a công c ESA 4 Giáo trình phân tích h th ng môi trư ng – Ch ðình Lý 5 thư ng ñư c th c hi n dư i hình th c có s tham gia. Vì v y các ñ tài/d án c n ñư c th c hi n trong s h p tác ch t ch v i các ngư i trong cu c có liên quan. Các cơ s th c nghi m cho ESA • Cơ s th c nghi m c a nghiên c u có th là tr c ti p (ph ng v n, phân tích văn b n, ño lư ng) cũng như gián ti p (dùng d li u hi n có). • D li u bao g m d li u v các h th ng v t lý (k thu t và t nhiên) cũng như h th ng xã h i. • Các nghiên c u ñi n hình (case study) r t quan tr ng và gi nhi u vai trò trong ESA, chúng bao g m các l a ch n k thu t hay bao g m s bi u th các kh năng c i thi n trong m t h th ng k thu t. • Các nghiên c u ñi n hình cũng gi m t vai trò trong phát tri n phương pháp lu n. M t m t, s hình thành khái ni m và các công c ñư c kh o sát trong các nghiên c u ñi n hình. M t khác, các kinh nghi m t các nghiên c u ñi n hình có th hình thành nh ng cơ s ñ khái quát hóa. Vì lý do ñó, ESA th c hi n các hư ng nghiên c u ñ áp d ng các công c h th ng môi trư ng cho nhi u công ngh khác nhau. 1.3. Vì sao ph i môi trư ng ng d ng cách ti p c n phân tích h th ng trong ngành Theo nghĩa thông thư ng, "môi trư ng là m t t p h p (aggregate) các v t th (things), hoàn c nh (conditions) và nh hư ng (influences) bao quanh m t ñ i tư ng nào ñó". (The random House College dictionary - USA). Lu t B o v Môi trư ng c a Vi t nam, 1993 ñ nh nghĩa "Môi trư ng bao g m các y u t t nhiên và y u t v t ch t nhân t o, quan h m t thi t v i nhau, bao quanh con ngư i, có nh hư ng tr c ti p t i ñ i s ng, s n xu t, s t n t i và phát tri n c a con ngư i và thiên nhiên" Theo các ñ nh nghĩa trên, khoa h c và k thu t v môi trư ng có liên quan ñ n ñ i tư ng nghiên c u là các h sinh thái t n t i trên ñ a c u. ð nh n th c nh ng v n ñ môi trư ng c n ph i ñ t trong b i c nh phân tích h th ng các h sinh thái-nhân văn (h t nhiên và h xã h i), vì có như v y chúng ta m i nh n th c ñ y ñ các ph n t c a các y u t môi trư ng, các ph n t c a các h sinh v t, s liên h và tương tác nhau gi a chúng, ñ ng thái (s thay ñ i) c a toàn b h th ng, t ñó m i có th ñưa ra các gi i pháp ñi u khi n, x lý, qu n lý các h sinh thái m t cách ñúng ñ n theo hư ng b n v ng, ph c v cho m c tiêu phát tri n c a loài ngư i. Bên c nh ñó, v n ñ môi trư ng ngày nay phát sinh ch y u do các ho t ñ ng s n xu t kinh t k thu t thông qua các h th ng s n xu t và s phát tri n h th ng xã h i làm phát sinh ch t th i. Vì v y, v n ñ môi trư ng không còn h n ch trong h sinh thái t nhiên mà liên quan ñ n h th ng ph c h p: k thu t – xã h i – t nhiên, ñòi h i các gi i pháp liên ngành. Vì th mu n nh n th c và gi i quy t có hi u qu v n ñ môi trư ng b t bu c ph i ti p c n b ng phương pháp lu n h th ng. Thêm vào ñó, trong ngành môi trư ng, ngư i nghiên c u ph i ti p c n nhi u ti n trình và th c th dư i d ng các h th ng ph c h p: • ðánh giá tác ñ ng môi trư ng c a m t d án trong các ngành công nghi p, các quá trình s n xu t, các r i ro môi trư ng có th phát sinh trong m t khu v c, m t nhà máy. . .các ñ i tư ng nghiên c u này là các h th ng k thu t ph c h p. Không ti p c n theo quan ñi m h th ng thì r t khó nh n th c và th c hi n vi c ñánh giá tác ñ ng môi trư ng. 5 Giáo trình phân tích h th ng môi trư ng – Ch ðình Lý 6 • Thi t k các ti n trình x lý ô nhi m (nư c, không khí, ch t th i r n…) bao g m nhi u công ño n không thu n nh t như lý (nghi n, ñ t. ..), hóa (hòa tan, kh . . .), sinh (s d ng vi sinh), xây d ng các h th ng x lý nư c th i. .. • Xây d ng các h th ng qu n lý môi trư ng trong m t doanh nghi p, n m trong h th ng qu n lý doanh nghi p. • Qu n lý môi trư ng vùng, t nh thành, qu n huy n, là các h sinh thái ñô th ph c t p, nhi u thành ph n không thu n nh t. • Qu n lý các khu b o t n thiên nhiên, các khu du l ch sinh thái là các h sinh thái ph c h p, không thu n nh t. • Xây d ng các h th ng thông tin qu n lý môi trư ng b ng h th ng thông tin ñ a lý ho c các h th ng thông tin qu n lý. V i các h th ng ph c h p nói trên, ñ nh n th c và gi i quy t v n ñ , không th ti p c n b ng phương pháp phân tích truy n th ng, ngư i cán b môi trư ng b t bu t ph i s d ng phương pháp ti p c n phân tích h th ng. 2. PHÂN BI T CÁCH TI P C N PHÂN TÍCH C TI P C N PHÂN TÍCH H TH NG ðI N VÀ CÁCH 2.1. Các ti p c n phân tích c ñi n (analytic approach) Nghiên c u HT b ng cách chia nh m t h th ng thành các ph n t cơ b n nh m m c ñích nghiên c u chi ti t và nh n bi t các ki u tương tác hi n h u gi a các ph n t . B ng cách thay ñ i m t bi n s trong m t th i gian, phương pháp này c g ng rút ra các quy lu t chung có th cho phép ngư i ta d báo tính ch t c a h th ng dư i nh ng ñi u ki n khác nhau. ð có th d báo, áp d ng các quy lu t c ng tính ch t c a các ph n t cơ b n. ðó là trư ng h p c a các h th ng thu n nh t, chúng bao g m các ph n t gi ng nhau và s tương tác gi a chúng v i nhau y u. Các quy lu t th ng kê ñư c áp d ng cho phép ngư i ta nh n th c t p tính c a các ph c h p ñám ñông không có t ch c. Cách ti p c n này thư ng áp d ng trong các lĩnh v c v t lý, hóa h c như các nghiên c u v cơ h c, c u t o các nguyên t , phân t , dung d ch. . . 2.2. Cách ti p c n phân tích h th ng Các quy lu t c ng các tính ch t cơ b n không áp d ng ñư c cho các h th ng ph c h p cao, bao g m m t s lư ng l n các ph n t ña d ng, nhi u ki u, liên h v i nhau b i s tương tác m nh m . Các h th ng này ph i ñư c áp d ng b ng các phương pháp m i c a cách ti p c n phân tích h th ng. M c ñích c a phương pháp m i là xem xét h th ng trong t ng th và ñ ng thái riêng c a nó. Thông qua mô ph ng, ngư i ta có th tái hi n h th ng và quan sát trong th i gian th c các tác ñ ng c a các lo i tương tác gi a các ph n t c a nó. S nghiên c u t p tính này theo th i gian ñ xác ñ nh các quy lu t có th ñi u ch nh h th ng ñó hay h th ng thi t k các h th ng khác. 6 Giáo trình phân tích h th ng môi trư ng – Ch ðình Lý 7 Tuy nhiên, dù phân bi t gi a hai cách ti p c n, c n nh n th c r ng hai phương pháp có tính ch t b sung cho nhau. Trong nghiên c u khoa h c hay th c ti n, chúng ta ñ u ph i v n d ng c hai cách ti p c n tùy theo ñ i tư ng và m c ñích nghiên c u. B ng 1. 1: So sánh cách ti p c n phân tích truy n th ng và cách ti p c n h th ng Cách ti p c n phân tích truy n th ng Cách ti p c n phân tích h th ng Analytic Approach Systemic Approach - Phân l p Ht thành ph n t và t p - H p nh t ph n t và t p trung vào s trung nghiên c u ph n t tương tác gi a các ph n t - Nghiên c u tính ch t c a s tương - NC tác ñ ng c a s tương tác tác - Nh n m nh s chính xác c a các - Nh n m nh t m nhìn t ng th chi ti t - Thay ñ i m t bi n s theo th i gian - Thay ñ i ñ ng th i nhi u nhóm bi n s - Duy trì s ñ c l p các ph n t - Tích h p theo th i gian và s không trong su t th i gian; Hi n tư ng th l p l i. ñư c quan sát có th l p l i. - Các lu n c thông qua s so sánh t p - Các lu n c d a trên các phương pháp ch ng minh thí nghi m trong tính c a mô hình v i hi n th c. ph m vi m t lý thuy t - S d ng s chính xác và các mô - S d ng các mô hình chưa ñ ñ chính hình chi ti t kém h u d ng trong xác ñ làm cơ s tri th c nhưng r t ñi u hành th c t (ví d , các mô h u d ng cho các quy t ñ nh và hành hình kinh t ) ñ ng. - Có m t cách ti p c n hi u qu khi các - Có m t cách ti p c n hi u qu khi các tương tác là tuy n tính và y u. tương tác là phi tuy n tính và m nh. - D n ñ n s giáo d c chuyên sâu - D n ñ n s giáo d c liên ngành theo ngành - D n ñ n hành ñ ng ñư c s p x p - D n ñ n hành ñ ng theo m c ñích theo chi ti t - Chi m lĩnh ki n th c chi ti t nhưng - Chi m lĩnh ki n th c theo các m c tính m c ñích th p ñích, các chi ti t mơ nh t (fuzzy details) 3. PHÂN LO I CÁC H TH NG 3.1. Các ki u h th ng t ng quát Có nhi u ki u h th ng, trong cu c s ng hàng ngày chúng ta ti p xúc ho c là các h th ng ho c các thành ph n c a các h th ng. S x p lo i các h th ng s giúp chúng ta nh n bi t và phân tích d hơn. Phân lo i t ng quát có th chia t ng quát thành ba lo i h th ng: a. Các h th ng t nhiên Các h th ng t nhiên hi n di n trong t nhiên và hình thành b i thiên nhiên. Các h th ng này l n và ph c v cho m c ñích c a chính nó. 7 Giáo trình phân tích h th ng môi trư ng – Ch ðình Lý 8 ð thu n ti n, có th chia các h th ng t nhiên thành 2 nhóm ph : Các h th ng v t lý và các h th ng s ng (physical systems and living systems). Các h th ng v t lý bao g m các ví d r t ña d ng: 1. Các h th ng vũ tr : h m t tr i, 2. Các h th ng ñ a lý: Ht sông ngòi, núi non. . 3. Các h th ng phân t : các t ch c ph c t p c a nguyên t . . . 4. Các h th ng v t lý thư ng ñư c quan tâm nghiên c u vì chúng ta mu n s a ñ i chúng ñ ph c v l i ích con ngư i. Chúng ta cũng phát tri n các h th ng nhân t o, bao g m c các h th ng máy tính, th c hi n tương tác hài hóa v i các h th ng v t lý. Thư ng chúng ta c g ng mô hình hóa các h th ng v t lý ñ có th hi u ñư c chúng m t cách hoàn toàn. Các h th ng s ng bao g m vô s các ñ ng th c v t quanh chúng ta. Các tính ch t và ñ c trưng c a các HT s ng quen thu c có th giúp gi i thích và hi u bi t t t hơn các h th ng nhân t o. b. Các h th ng nhân t o bao g m 1. Các h th ng xã h i: các t ch c, h i ñoàn 2. M t sưu t p các ý tư ng ñư c trau chu t, t ch c (lu n án, bài phát bi u. . .). 3. Các h th ng giao thông: m ng xa l , kênh ñào.. 4. Các h th ng truy n thông: ñi n tho i, telex… 5. Các h th ng ch t o: xư ng, dây chuy n 6. Các h th ng tài chính: k toán, ki m toán. . . c. Các h th ng t ñ ng (Automated systems) Các h th ng t ñ ng là các h th ng nhân t o có tương tác hay ki m soát b i m t hay nhi u máy tính. Chúng ta có th phân bi t nhi u lo i h th ng t ñ ng, nhưng chúng thư ng có các thành ph n chung: 1. Thi t b c ng (B vi x lý CPU, ñĩa c ng, màn hình, máy in….). 2. Ph n m m máy tính: các chương trình h th ng như các h ñi u hành, HT cơ s d li u… 3. Con ngư i ñi u hành h th ng, cung c o ñ u vào và nh n ñ u ra và nh ng ngư i th c hi n các ho t ñ ng x lý th công trong m t h th ng. 4. D li u: là thông tin mà h th ng nh trong m t th i kỳ. 5. Các qui trình: các ch d n và chính sách chính th c cho ñi u hành h th ng. M t cách phân lo i các h th ng t ñ ng là d a trên ng d ng. Tuy nhiên, v m t k thu t, vi c phân tích, mô hình hóa, thi t k và th c hi n các h th ng t ñ ng thư ng gi ng nhau, không liên quan ñ n ng d ng. Cách phân lo i thư ng như sau: 1. H th ng x lý theo kh i: trong ñó, thông tin thư ng ñư c truy c p d a trên cơ s chu i liên ti p, nghĩa là máy tính ñ c thông qua các dòng tin trong cơ s d li u c a nó, x lý và c p nh t các dòng tin này ñ th c hi n m t vài tác v . 2. Các h th ng tr c tuy n: nh n ñ u vào tr c ti p t nơi mà nó ñư c t o ra. Trong ñó, các ñ u ra hay k t qu tính toán ñư c hoàn tr cho nơi nó ñư c yêu c u. 8 Giáo trình phân tích h th ng môi trư ng – Ch ðình Lý 9 3. Các h th ng th i gian th c: nó ki m soát m t môi trư ng b ng cách nh n d li u, x lý chúng và hoàn tr k t qu ñ tác ñ ng l i môi trư ng m t cách nhanh chóng, h u hi u vào cùng m t th i ñi m. 4. Các h th ng h tr ra quy t ñ nh: Là các h th ng không t nó ra quy t ñ nh nhưng nó giúp các nhà qu n lý trong m t t ch c ra các quy t ñ nh h p lý v nhi u m t trong quá trình ñi u hành. Các h th ng này là các h th ng không t v n hành, nó ñư c dùng khi c n. 5. Các h th ng d a trên cơ s tri th c cơ s (Knowledge-based systems) Là các h th ng giúp hình thành các chương trình h tr con ngư i trong vi c th c hi n các nhi m v khác nhau. 3.2. Phân lo i theo ñ c ñi m c a m i liên h quanh. v i môi trư ng chung - H th ng tuy t ñ i kín: M t h th ng ñóng không tương tác v i hoàn c nh c a nó, ho c khi chúng ta không xác ñ nh và không nghiên c u m i quan h v i môi trư ng bên ngoài. Trên th c t , lo i h th ng này không t n t i. - H th ng tương ñ i m hay t do tương ñ i là các h th ng khi ta nghiên c u, chúng ta ñ nh nghĩa m t s ñ i lư ng nh p và xu t xác ñ nh. - H th ng m là h th ng tác ñ ng tích c c v i môi trư ng bên ngoài. Trong nh ng ñi u ki n nh t ñ nh, h th ng m có th ñ t ñư c tr ng thái cân b ng ñ ng v i môi trư ng, là tr ng thái mà trong ñó c u trúc hay các ñ c trưng c u trúc quan tr ng nh t c a nó không thay ñ i trong khi h th ng v n th c hi n trao ñ i thư ng xuyên v i môi trư ng. Khi phân tích h th ng m , chúng ta s xem xét t t c các nh hư ng ph c t p c a môi trư ng chung quanh ñ n h th ng và ngư c l i. Các h sinh thái là các h th ng m tương ñ i. Các h th ng kinh t xã h i ñư c xem là các h th ng m , vì quan h c a chúng v i môi trư ng có giá tr quan tr ng b t nh t khi mô hình hóa. H th ng m là h th ng có s tương tác v i môi trư ng, môi trư ng ñó thư ng là m t h th ng l n hơn. 3.3. Phân lo i các h th ng theo ngành khoa h c: A. Các h th ng khoa h c tr u tư ng và h th ng c th Ví d : t p h p các khái ni m ñ i s và lu n lý trong ngành nghiên c u: ñi u khi n h c lý thuy t. H th ng tr u tư ng bao g m nh ng ý ki n hay khái ni m. H th ng c th bao g m nh ng b ph n v t ch t. M t công th c toán là m t h th ng tr u tư ng. Nh ng h th ng xã h i bao g m c hai d ng tr u tư ng và c th . Ví d t ch c kinh doanh v a có nh ng tài nguyên v t ch t v a có nh ng tri t lý kinh doanh, m c ñích và chính sách... B. Các h th ng xã h i: Ví d : t p th sv m t năm nào ñó, dân cư m t thành ph ñư c nghiên c u trong xã h i h c. C. Các h th ng sinh h c Ví d : h th n kinh c a ngư i, h th ng m ch th c v t, qu n th r ng, các h th ng sinh thái... trong ngành sinh ñi u khi n h c (bio - cybernetic). (không l m v i ph ng 9 Giáo trình phân tích h th ng môi trư ng – Ch ðình Lý 10 sinh h c bionika là ngành nghiên c u kh năng ng d ng các nguyên lý ho t ñ ng c a cơ th s ng vào k thu t (ph ng sinh h c y khoa) D. Các h th ng k thu t: Ví d các b x lý, máy ñi n toán, các b ñi u khi n, robot dây chuy n s n xu t t ñ ng trong ngành t ñ ng hóa (robotic), các ngành công ngh -k thu t. E. Các h h n h p như con ngư i + máy trong các h th ng ñi u khi n dây chuy n s n xu t bán t ñ ng, h sinh thái nhân văn....trong ngành ðKH ng d ng. 4. CƠ S KHOA H C C A PHƯƠNG PHÁP LU N H TH NG: ðI U KHI N H C (CYBERNETICS) VÀ KHOA H C H TH NG (SYSTEM SCIENCE) Trong khoa h c t nhiên hay trong khoa h c xã h i, ñ i tư ng nghiên c u có nhi u d ng: 1) là các ti n trình hay quá trình: như ti n trình tuy n sinh ñ i h c (b t ñ u t n p ñơn thi ñ n khi có k t qu trúng tuy n ho c không); ti n trình sinh s n (b t ñ u t giao ph i ñ n khi sinh ñ ); ti n trình x lý nư c th i (b t ñ u t nư c th i ra do s n xu t và sinh ho t ñ n khi nư c th i ra ñã qua x lý). . . 2) là các th c th , ñ i tư ng: như các doanh nghi p, các cơ th sinh v t, các thi t b ñi n t , các ngôi nhà, các qu c gia, m t hành tinh, và cũng có th là các phương trình toán, m t h phương trình. . . Các ñ i tư ng này trong nhi u lĩnh v c khác nhau nhưng có chung nh ng bi u hi n: ð u vào H th ng (có t ch c) ð u ra - Các th c th , ñ i tư ng, các tri n trình có th là có trong t nhiên hay do con ngư i t o l p ra ñ th c hi n m t nhi m v nào ñó v i m c ñích ph c v cho l i ích c a con ngư i. - Có cơ c u t ch c hay s p x p (structure), ñư c c u thành t nhi u ph n t hay ph n t (components - còn g i là ph n t ) và có m t ranh gi i có th phân bi t v i chung quanh. - Gi a các ph n t c a "hi n tư ng, quá trình hay th c th , ñ i tư ng" có s liên l c, n i k t hay trao ñ i thông qua các lu ng thông tin - tín hi u. - Có s trao ñ i thông qua các thông tin - tín hi u gi a “các ph n t thu c hi n tư ng, quá trình hay th c th , ñ i tư ng” v i “môi trư ng bên ngoài”, là t p h p các y u t có nh hư ng ñ n s t n t i và phát tri n c a “hi n tư ng, quá trình hay th c th , ñ i tư ng” ñó. - Trong quá trình phát tri n theo th i gian, các “hi n tư ng, quá trình hay th c th , ñ i tư ng” có bi u hi n s v n ñ ng, bi n ñ i theo th i gian(có ñ ng thái dynamic) và ho t ñ ng c a các hi n tư ng, quá trình hay th c th , ñ i tư ng ñó luôn có m c ñích. Có th ñưa ra vài ví d ñ minh ho nh n ñ nh trên ñây: Ví d 1) Khu r ng là m t h sinh thái 10 Giáo trình phân tích h th ng môi trư ng – Ch ðình Lý