ảnh minh họa

Nghiên cứu để tìm ra các công cụ dự báo mạnh mẽ hơn

Bắc Trung Bộ (BTB) là khu vực có mật độ sông, suối dày đặc, hồ có dung tích nhỏ, nhà máy thuỷ điện đa số đều có quy mô vừa và nhỏ, phân bố trên các con sông ngắn và có độ dốc lớn. Các hệ thống thuỷ điện này, ngoài chức năng chính là cung cấp nguồn điện năng, cắt giảm lũ cho hạ du, còn có vai trò điều tiết nước phục vụ sản xuất nông nghiệp, bảo vệ môi trường sinh thái và giao thông thủy, chống mặn chống hạn cho vùng hạ lưu sông. Do đó, thông tin dự báo mưa rất quan trọng, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu hiện nay. Đó cũng chính là lý do mà trong những năm gần đây Đài Khí tượng Thuỷ văn (KTTV) BTB đã cố gắng nâng cao chất lượng dự báo thời tiết trong đó chú trọng đến vấn đề dự báo mưa.

Tuy vậy, nhu cầu thực tế về quản lý nguồn nước, điều tiết hồ chứa, cả thuỷ lợi và thuỷ điện, cũng như lập nông lịch ở BTB đòi hỏi hạn dự báo phải dài hơn, từ trên 10 ngày đến 1-2 tháng (dự báo nội mùa) mà thông tin dự báo hạn thời tiết chưa đáp ứng được. Chẳng hạn, việc xả nước từ các đập thuỷ điện vào mùa khô phục vụ nông nghiệp hoặc vào mùa mưa để đảm bảo an toàn hồ đập cần có thông tin dự báo càng sớm càng tốt. Trong những năm gần đây, những thông tin dự báo hạn mùa và nội mùa đã được cung cấp miễn phí từ nhiều trung tâm trên thế giới, như hệ thống dự báo mùa CFSv2 của NCEP (Hoa Kỳ), dự báo mùa và nội mùa của Trung tâm dự báo hạn vừa châu Âu (ECMWF). Điều này đã mở ra cơ hội rất tốt cho người sử dụng khi khai thác các sản phẩm dự báo cho những khu vực được quan tâm.
Mặc dù có rất nhiều kết quả khả quan, đầy hứa hẹn, nhưng cũng không thể phủ nhận được thực tế rằng, bài toán dự báo hạn nội mùa trên thế giới chỉ mới đặt những viên gạch đầu tiên, kĩ năng dự báo vẫn còn thấp. Công tác dự báo mưa hạn nội mùa ở Việt Nam nói chung và Bắc Trung Bộ nói riêng hầu như chưa có gì đáng ghi nhận. Để có thể ứng dụng vào thực tiễn đòi hỏi phải có nhiều hơn các thử nghiệm, các công trình nghiên cứu hoặc tìm ra các công cụ dự báo mạnh mẽ hơn.
Nhằm nâng cao năng lực dự báo mưa hạn nội mùa cũng như phục vụ điều tiết hồ chứa và quản lý nguồn nước, Đài Khí tượng thủy văn khu vực Bắc Trung Bộ đã được giao chủ trì thực hiện Đề tài “Nghiên cứu xây dựng công nghệ dự báo mưa hạn nội mùa từ một số mô hình toàn cầu kết hợp với mô hình thủy văn để phục vụ quản lý nguồn nước, điều tiết hồ chứa cho khu vực Bắc Trung Bộ”.

Mục tiêu chính của đề tài bao gồm: Đánh giá được khả năng khai thác ứng dụng sản phẩm dự báo mưa hạn nội mùa cho Việt Nam; Lựa chọn được phương pháp thống kê hiệu chỉnh dự báo mưa hạn nội mùa từ một số mô hình toàn cầu phù hợp cho Việt Nam; Xây dựng được công nghệ dự báo mưa hạn nội mùa từ một số mô hình toàn cầu, sau đó dùng kết quả dự báo mưa hạn nội mùa hiệu chỉnh làm đầu vào cho mô hình thủy văn để phục vụ quản lý nguồn nước, điều tiết hồ chứa và bố trí nông lịch cho khu vực Bắc Trung Bộ.

Đây là một trong những nghiên cứu đầu tiên về dự báo hạn nội mùa ở khu vực Bắc Trung Bộ và đánh giá được khả năng ứng dụng sản phẩm dự báo của các mô hình toàn cầu ECMWF và CFSv2 (NCEP) cho công tác dự báo mưa hạn nội mùa ở khu vực Bắc Trung Bộ.

Xây dựng được hệ thống tự động thu thập dữ liệu, hiệu chỉnh dữ liệu, trích xuất kết quả và đánh giá chất lượng dự báo mưa hạn nội mùa từ mô hình CFSv2 và ECMWF theo thời gian thực vận hành trên hệ thống của Đài KTTV khu vực Bắc Trung Bộ.

Xây dựng được WebGIS với giao diện thân thiện, đơn giản, đưa ra được những thông tin dự báo hạn nội mùa một cách trực quan, dễ hiểu, phục vụ tối đa cho mục đích của người dùng (người dân và các nhà quản lý).
Kết quả nghiên cứu đạt được là đánh giá khả năng ứng dụng sản phẩm dự báo mưa hạn nội mùa của mô hình ECMWF và CFSv2 cho khu vực Bắc Trung Bộ.

Hệ thống tự động thu thập dữ liệu, hiệu chỉnh dữ liệu, trích xuất kết quả và đánh giá chất lượng dự báo mưa hạn nội mùa từ mô hình CFSv2 và ECMWF theo thời gian thực.

WebGIS trình bày kết quả dự báo mưa hạn nội mùa cho khu vực Bắc Trung Bộ.

“Nghiên cứu xây dựng công nghệ dự báo mưa hạn nội mùa từ một số mô hình toàn cầu kết hợp với mô hình thủy văn để phục vụ quản lý nguồn nước, điều tiết hồ chứa cho khu vực Bắc Trung Bộ” là tên của đề tài có Mã số: TNMT.2022.02.17. Chủ nhiệm đề tài và các thành viên tham gia thực hiện chính: Phan Văn Vinh, CN. Phan Thị Như Xuyến, ThS. Tăng Văn An, Ths. Lê Hữu Huấn, CN. Đào Anh Công, ThS. Hoàng Thị Thu Hương, CN. Đỗ Thị Huyền, TS. Dư Đức Tiến, TS. Tạ Hữu Chỉnh, TS. Phạm Thanh Hà. Đơn vị tổ chức chủ trì là Đài KTTV khu vực Bắc Trung Bộ. Thời gian thực hiện tháng 01/2022 đến tháng 12/2023.

Sản phẩm đạt được

Báo cáo Đánh giá khả năng khai thác ứng dụng sản phẩm dự báo mưa hạn nội mùa, Báo cáo chỉ ra được khả năng khai thác ứng dụng sản phẩm dự báo mưa hạn nội mùa cho khu vực Bắc Trung Bộ, báo cáo có đầy đủ cơ sở khoa học và số liệu minh chứng thực tế; Báo cáo có trên giấy và file máy tính.

Báo cáo lựa chọn được phương pháp thống kê hiệu chỉnh dự báo mưa hạn nội mùa từ một số mô hình toàn cầu phù hợp: Báo cáo đưa ra được phương pháp thống kê hiệu chỉnh dự báo mưa hạn nội mùa từ một số mô hình toàn cầu phù hợp cho khu vực Bắc Trung Bộ và bài toán điều tiết hồ chứa, quản lý nguồn nước; Báo cáo có đầy đủ cơ sở khoa học và kết quả thử nghiệm, so sánh; Báo cáo có trên giấy và file máy tính.

Công nghệ dự báo mưa hạn nội mùa từ một số mô hình toàn cầu với mô hình thủy văn để phục vụ quản lý nguồn nước, điều tiết hồ chứa và bố trí nông lịch cho khu vực Bắc Trung Bộ: Công nghệ dự báo mưa hạn nội mùa (tổng lượng mưa thời đoạn 3-5-7 ngày cho đến hạn dự báo 3-6 tuần) từ một số mô hình toàn cầu và hiệu  chỉnh thống kê; Công nghệ đã được tối ưu cho khu vực Bắc Trung Bộ, có thể triển khai nghiệp vụ, có đầy đủ mã nguồn và tài liệu mô tả, tài liệu hướng dẫn đi kèm
Mô hình thủy văn để phục vụ quản lý nguồn nước, điều tiết hồ chứa và bố trí nông lịch cho khu vực Bắc Trung Bộ đã tích hợp với số liệu dự báo mưa hạn nội mùa; Mô hình đã được tối ưu bộ thông số, có thể triển khai nghiệp vụ, có đầy đủ mã nguồn và tài liệu mô tả, tài liệu hướng dẫn đi kèm.

Báo cáo thử nghiệm ứng dụng hệ thống hiệu chỉnh dự báo mưa hạn nội mùa cho khu vực Bắc Trung Bộ: Báo cáo kết quả vận hành thử nghiệm đầy đủ, khách quan, có cơ sở khoa học và các kết quả đánh giá mang tính định lượng.

Đăng ký sở hữu trí tuệ: Có xác nhận đã nộp hồ sơ đăng ký sở hữu trí tuệ
cho công nghệ dự báo mưa hạn nội mùa từ các mô hình toàn cầu để phục vụ quản lý nguồn nước, điều tiết hồ chứa và bố trí nông lịch cho khu vực Bắc Trung Bộ.

Báo cáo tổng kết và báo cáo tóm tắt đề tài: Chính xác và đạt tính khoa học cao

Phương thức chuyển giao, địa chỉ ứng dụng, tác động của nghiên cứu

Sản phẩm của đề tài đề có thể chuyển giao cho các đơn vị thông qua các Hội thảo khoa học, báo cáo tổng kết, báo cáo tóm tắt và sử dụng thông tin thông qua WebGIS.
Địa chỉ ứng dụng là Đài KTTV khu vực Bắc Trung Bộ; Đài KTTV tỉnh Thanh Hóa; Đài KTTV tỉnh Hà Tĩnh; Các Sở NN&PTNT các Tỉnh Nghệ An, Hà Tĩnh, Thanh Hóa; Các công ty, nhà máy thủy điện vận hành hồ chứa trên khu vực Bắc Trung Bộ.
Đối với lĩnh vực KH&CN có liên quan: Đây là một trong những nghiên cứu đầu tiên về dự báo hạn nội mùa và hiệu chỉnh kết quả dự báo hạn nội mùa cho khu vực Bắc Trung Bộ nói riêng và Việt Nam nói chung, từ đó đưa ra cơ sở cho công tác dự báo hạn nội mùa và hạn mùa, phục vụ cho công tác chuyên môn ở khu vực Bắc Trung Bộ và công tác điều tiết hồ chứa, quản lý nguồn nước cho các đơn vị liên quan
Hệ thống tự động thu thập, hiệu chỉnh, trích xuất và đánh giá kết quả được vận hành ở Đài KTTV Bắc Trung Bộ là sản phẩm có tính khoa học cao và được đầu tư trí tuệ. Đối với tổ chức chủ trì và các cơ sở ứng dụng kết quả nghiên cứu.

Quá trình thực hiện đề tài đã góp phần nâng cao kiến thức chuyên môn và kỹ năng nghiên cứu cho các thành viên tham gia đề tài ở đài KTTV khu vực Bắc Trung Bộ.

Kết quả của đề tài là nguồn thông tin quý giá, có tính ứng dụng cao trong việc lập kế hoạch trung - dài hạn cho công tác điều tiết hồ chứa, quản lý nguồn nước, xây dựng lịch nông vụ.

Khuyến nghị cho công tác quản lý nguồn nước và quản lý nông vụ
Trong khoảng thời gian từ 25/9 đến đầu tháng 10 có khả năng xuất hiện một đợt lũ. Vì vậy trong công tác quản lý nguồn nước cần lưu ý kế hoạch điều tiết nước của các hồ chứa phía thượng nguồn để cắt giảm lũ cho hạ du và đảm bảo an toàn cho công trình.

Trong công tác quản lý nông vụ cần có kế hoạch gieo trồng và thu hoạch nông sản trước khi lũ xuất hiện nhằm giảm nhẹ các thiệt hại do thiên tai gây ra. Nên sử dụng kết quả dự báo dòng chảy từ lượng mưa dự báo 3 ngày trên hệ thống sông Cả và sông Mã thì sẽ rõ ràng và cụ thể hơn, từ đó sẽ đạt hiệu quả cao hơn trong công tác quản lý nguồn nước và quản lý nông vụ.
 

 Diệp Anh

(Nguồn: Đề tài có Mã số: TNMT.2022.02.17

 Vụ Khoa học và Công nghệ, Bộ TN&MT)