Ứng dụng Viễn thám trong xây dựng kịch bản ứng phó sự cố hồ đập

Trong sự phát triển của công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý, việc xử lý thông tin và tích hợp dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau nhằm quản lý hồ chứa là nhu cầu cấp thiết ở Việt Nam trong nhiều năm qua. Việc ứng dụng một mô hình giám sát hồ chứa có sự tham gia của dữ liệu viễn thám giúp ích nhiều cho khả năng dự báo và hạn chế các tác động của việc nắn dòng chảy đến vùng hạ lưu.

Để đáp ứng mục tiêu đề ra, Đề tài áp dụng 3 mô hình thuỷ văn - thuỷ lực là: mô hình thuỷ văn (SWAT); mô hình quản lý sử dụng nước (IQQM); mô hình thủy lực (ISSI). Ngoài ra, có nhiều các đề tài, dự án khác có liên quan đến vấn đề quản lý tổng hợp tài nguyên nước ở Việt Nam. Các đề tài, dự án này đều xây dựng và ứng dụng các bộ mô hình thủy văn thủy lực như là một công cụ hỗ trợ trong việc nghiên cứu, đánh giá các phương án giám sát hồ chứa khác nhau, từ đó đưa ra các quyết định đúng đắn, có cơ sở khoa học trong việc Xây dựng quy hoạch quản lý tổng hợp tài nguyên nước. Các mô hình toán có thể sử dụng như một công cụ hỗ trợ cho việc đánh giá tài nguyên nước trên lưu vực và đặc biệt tính toán các thông số nước hồ chứa, đập chắn.

Ứng dụng mô hình giám sát hồ chứa khi gặp sự cố. Ảnh:MH

Sau 2 năm tiến hành thực hiện, các nhà khoa học đã đưa vào ứng dụng thành công phương pháp tiếp cận kết hợp mô hình toán mô phỏng với mô hình toán tối ưu phi tuyến, cùng sự hỗ trợ của công cụ tiên tiến của thế giới như mô hình thủy động lực học MIKE 11 và công nghệ tối ưu GAMS, đã đề xuất quy trình vận hành hệ thống liên hồ chứa đảm bảo cấp nước cho hạ du (sinh hoạt, công nghiệp, giao thông thủy, nông nghiệp, môi trường) và phát điện. Quy trình được đề xuất sẽ giúp vận hành hệ thống liên hồ chứa đảm bảo cấp đủ nước cho hạ du lưu vực sông Hồng - Thái Bình trong mùa khô với mức đảm bảo 85%. Xây dựng được Quy trình kết hợp công nghệ viễn thám và mô hình thủy lực xây dựng kịch bản tài nguyên nước các hồ chứa và ước tính thiệt hại do vỡ đập. Xây dựng được 3 kịch bản tài nguyên nước tương ứng với các thời điểm: chưa có đập, có đập và vỡ đập; thiết lập phần mềm diễn toán lan truyền nước 2D và báo cáo ước tính sơ bộ ảnh hưởng lan truyền nước đến hạ lưu trong trường hợp sự cố của hệ thống hồ đập (như số dân cư, diện tích lúa, cây hoa màu khác).

Ngoài ra, công trình nghiên cứu còn xây dựng được khung hỗ trợ ra quyết định cho lưu vực sông Cả nhằm đóng góp một cơ sở khoa học cho việc quản lý tài nguyên nước theo lưu vực sông phục vụ có hiệu quả trong việc quy hoạch và quản lý tổng hợp tài nguyên nước.

Đặc biệt, thông qua việc thu thập các dữ liệu từ ảnh viễn thám kết hợp thực địa, các nhà khoa học thống nhất rằng, ảnh hưởng của biến đổi khí hậu sẽ ngày một nghiêm trọng nếu không có bất kỳ hành động nào hạn chế cường độ cũng như thích nghi với các tác động của biến đổi khí hậu. Do vậy, việc tiếp tục nghiên cứu, mô phỏng ảnh hưởng tài nguyên nước lưu vực trong bối cảnh biến đổi khí hậu và ảnh hưởng của nó là hết sức cần thiết. Đề tài  “Nghiên cứu kết hợp công nghệ viễn thám và mô hình thủy lực xây dựng kịch bản tài nguyên nước các hồ chứa trong trường hợp sự cố” đã phát huy thế mạnh của Trạm thu ảnh Việt Nam từ công đoạn thu thập số liệu, thông tin về hiện trạng đến diễn toán dòng chảy tài nguyên nước nước trong điều kiện thiếu các thông số thực tế bởi mô hình thủy văn thuỷ lực.

Qua quá trình thực hiện Đề tài, các tác giả là cán bộ thuộc Cục Viễn thám Quốc gia cũng đã xây dựng được quy trình kỹ thuật xử lý thông tin ảnh vệ tinh kết hợp hệ mô hình MIKE, một trong các sản phẩm ứng dụng giám sát tài nguyên nước lưu vực của Viện Thủy lực Đan Mạch (DHI), để xác định được một số thông số quan trọng tài nguyên nước trong trường hợp sự cố đập. Kết quả của Đề tài cũng sẽ phục vụ trực tiếp cho công tác giám sát, hỗ trợ ra quyết định ứng phó trong trường hợp xuất hiện mới các hồ chứa phía thượng nguồn sông quốc tế cũng như trong công tác quy hoạch phát triển kinh tế -  xã hội trong nước.

Phan Phương