Trong bối cảnh nền kinh tế ngày càng phát triển kéo theo đó là lượng chất thải xả ra môi trường ngày càng lớn, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng tài nguyên nước ở khu vực xả thải và tác động xấu đến các hoạt động kinh tế – xã hội thì việc đề xuất các giải pháp nhằm bảo vệ tài nguyên nước đang là vấn đề mang tính cấp thiết.
Mặc dù có rất nhiều phương pháp được thực hiện để bảo vệ tài nguyên nước nói chung và tài nguyên nước mặt nói riêng như: tính toán chỉ số chất lượng nước, phương pháp đánh giá nhanh và đánh giá khả năng tiếp nhận chất thải của nguồn nước… Tuy nhiên các phương pháp này chỉ cung cấp những đánh giá mang tính chất tĩnh, trong khi tài nguyên nước là một tài nguyên động (biến đổi theo không gian và thời gian) và có tính hệ thống. Do đó cần nghiên cứu phương pháp mô phỏng chất lượng nước tốt hơn để tăng độ chính xác của kết quả mà không phụ thuộc quá nhiều vào các giả thiết như phương pháp truyền thống.
Với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của khoa học công nghệ, con người đã được tiếp cận với nhiều mô hình nghiên cứu có tính ứng dụng cao, góp phần giải quyết nhanh chóng và hiệu quả các vấn đề nảy sinh trong thực tế, trong đó phải kể đến Mô hình mạng nơ ron nhân tạo (ANN).Mạng Nơron nhân tạo (Artificial Neural Network- ANN) là mô hình xử lý thông tin được mô phỏng dựa trên hoạt động của hệ thống thần kinh của sinh vật, bao gồm số lượng lớn các Nơron được gắn kết để xử lý thông tin. ANN giống như bộ não con người, được học bởi kinh nghiệm (thông qua huấn luyện), có khả năng lưu giữ những kinh nghiệm hiểu biết (tri thức) và sử dụng những tri thức đó trong việc dự đoán các dữ liệu chưa biết (unseen data).
Sự ra đời của mô hình ANN cho phép giải quyết và dự báo các vấn đề một cách triệt để và hiệu quả. Nhận thấy được những ưu điểm của mô hình này, Ths Luyện Đức Thuận đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng mạng Nơ- ron nhân tạo (ANN) trong tính toán lựa chọn phương án bảo vệ tài nguyên nước mặt thử nghiệm cho lưu vực sông Cầu” với mục tiêu là đề xuất nội dung và quy trình tính toán dự báo chất lượng nước mặt bằng phương pháp ANN trên lưu vực sông từ đó làm căn cứ lựa chọn phương án bảo vệ tài nguyên nước mặt cho một tiểu lưu vực thuộc lưu vực sông Cầu.
Để đạt được mục tiêu ban đầu, đề tài đã tiến hành nghiên cứu các nội dung sau:
– Nghiên cứu tổng quan về mô hình mạng thần kinh nhân tạo trên thế giới, đề xuất các dạng mô hình nơ ron nhân tạo trong bài toán mô phỏng, dự báo chất lượng nước.
– Nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng nước mặt trong lưu vực và lựa chọn những nhân tố được tính toán làm thông số đầu vào trong mô hình nơron nhân tạo;
– Thiết lập mô hình nơron nhân tạo trong mô phỏng, dự báo chất lượng nước;
– Đánh giá tình hình số liệu của lưu vực sông Cầu về mức độ đáp ứng các thông số đầu vào của mô hình nơron nhân tạo được thiết lập. Đề xuất thu thập, điều tra bổ sung số liệu;
– Áp dụng mô hình nơron nhân tạo được thiết lập thử nghiệm xây dựng và lựa chọn phương án bảo vệ tài nguyên nước cho lưu vực sông Cầu.
Nghiên cứu ứng dụng mạng nơron nhân tạo (Artificial Neural Network – ANN) trong tính toán lựa chọn phương án bảo vệ tài nguyên nước mặt góp phần mở ra một hướng nghiên cứu mới trong trong mô phỏng và dự báo chất lượng nước, góp phần tìm ra cách thức, giải pháp hợp lý để triển khai hiệu quả việc bảo vệ môi trường nước, góp phần vào việc bảo vệ môi trường, làm cơ sở khoa học – quản lý quan trọng giúp các nhà chiến lược đưa ra các kế hoạch chiến lược phát triển kinh tế – xã hội theo định hướng bền vững nhằm bảo vệ TNN hợp lý.
Với quy mô nghiên cứu trên một tiểu lưu vực thuộc lưu vực sông Cầu, hy vọng đề tài sẽ đem đến cái nhìn mới trong việc tìm ra phương án bảo vệ tài nguyên nước mặt cho các lưu vực sông khác trên cả nước./.
(Nhâm Nguyễn – TT DLQH&ĐT TNN)
