Câu hỏi: Tình hình dự báo thủy văn, tài nguyên nước mặt ở các lưu vực sông liên tỉnh, liên quốc gia ở Việt nam như thế nào?
Trả lời:
Cũng như nhiều nước trên thế giới và trong khu vực, Việt Nam hiện nay đang phải đối mặt với nhiều thách thức liên quan đến nguồn nước, đặc biệt ở các lưu vực liên quốc gia khi cơ chế hợp tác và chia sẻ thông tin còn gặp nhiều khó khăn. Trước tình hình đó, việc đảm bảo an ninh nguồn nước có vai trò chiến lược, cốt lõi đảm bảo phát triển bền vững quốc gia. Điều 4 Luật tài nguyên nước đã nêu sự cần thiết phải đánh giá, dự báo tài nguyên nước cho các lưu vực sông nhằm có những thông tin chính xác, kịp thời phục vụ công tác quản lý tài nguyên nước.
Trong nghiên cứu mô phỏng, dự báo thủy văn, tài nguyên nước mặt ở các lưu vực sông liên tỉnh, liên quốc gia ở Việt nam nói chung và lưu vực Srêpôk nói riêng, đã có rất nhiều công trình đã được triển khai. Công tác dự báo dòng chảy từ mưa tại Việt Nam chủ yếu được thực hiện tại Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn Trung ương và 9 Đài khí tượng thủy văn khu vực, phục vụ công tác giảm nhẹ thiên tai.
Trong thời kỳ đầu (khoảng năm 1960-1975), các phương pháp dự báo mưa-dòng chảy chủ yếu dựa trên các phân tích diễn biến lịch sử, đường cong lũy tích chu kỳ nguồn nước, phân tích xu thế.
Từ năm 1975, công tác dự báo đã có nhiều bước tiến mới, ứng dụng các kỹ thuật máy tính phát triển các phương trình đơn lẻ phân tích thống kê các phương trình hồi quy tương quan dòng chảy với mưa và với các đặc trưng dòng chảy theo thời gian….Trong giai đoạn này, mô hình thống kê đa biến, mô hình nhận dạng, sử dụng hàm điều hòa, phân tích chuỗi thời gian như mô hình ARIMA, mô hình mạng thần kinh nhân tạo ANN…lập tương quan dòng chảy với dự báo dòng chảy tháng trong cả mùa lũ và mùa cạn đã được sử dụng trên các lưu vực sông.
Từ năm 1990, các mô hình toán thủy văn mưa rào dòng chảy, mô hình thủy lực được ứng dụng nhiều. Ban đầu, các mô hình này được sử dụng dự báo dòng chảy hạn ngắn sau đó phát triển dần thành các mô hình dự báo hạn vừa 5-10 ngày và dự báo hạn tháng với đầu vào là các trường mưa dự báo hạn vừa và hạn dài. Cụ thể, các mô hình thủy văn thông số tập trung như TANK (Nhật Bản), NAM (Đan Mạch) được ứng dụng từ sớm, trong khi các mô hình thủy văn thông số phân bố MARINE (Pháp), WETSPA (Bỉ), IFAS (Nhật bản) mới được ứng dụng trong thời gian gần đây. Hiện nay Trung tâm dự báo KTTV Trung ương đang sử dụng các mô hình TANK, NAM, MIKE dự báo lũ lớn, hạn thủy văn và điều tiết hồ chứa cho hầu hết các lưu vực sông trên toàn quốc hạn ngắn đến hạn vừa.
Về dự báo sự dung nguồn dữ liệu mở toàn cầu tại Việt Namuội Quảng, Bản Chát mới vận hành trong những năm gần đây rong mùa cạn. Đề tài đã xây dựng công nghệ dự báo quá trình dòng chảy 5 ngày trong mùa cạn trên cơ sở kết nối sản phẩm mô hình số trị dự báo mng kê và mạng thần kinh nhân tạo… đã sử dung các kết quả các mô hình dự báo mưa từ các mô hình thời tiết số trị NWP. Trong nhiều năm qua, kết quả dự báo mưa từ các mô hình số trị được ứng dụng trong dự báo dòng chảy từ mưa đã đem lại nhiều hiệu quả to lớn như: kéo dài thời gian dự kiến của các mô hình toán tới 5-10 ngày, tháng và mùa. Mô hình khu vực RAMS (Regional Area Model System) đã được nghiên cứu và đang được dự báo thử nghiệm tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên. Điều kiện ban đầu và điều kiện biên cho mô hình RAMS được lấy từ sản phẩm của mô hình AVN/NCEP (Mỹ). Tại trường Đại học Thủy Lợi thông qua nghiên cứu hợp tác với Italia, mô hình thời tiết số trị khu vực BOLAM được ứng dụng chạy thử nghiệm dự báo nghiệp vụ trước 5 ngày lấy biên đầu vào từ các mô hình toàn cầu. Từ năm 2002 tại Trung tâm dự báo KTTV Trung ương, bộ mô hình khu vực dự báo mưa số trị phân giải cao HRM (High-resolution Regional Model) do Tổng cục thời tiết, CHLB Đức (DWD) cung cấp đã được đưa vào chạy nghiệp vụ 2 lần/ngày với thời hạn dự báo 72 giờ (Trong khuôn khổ Dự án ứng dụng Tiến bộ kỹ thuật năm 2001 của Trung tâm KTTV Quốc gia, Bộ Tài nguyên và Môi trường). Hiện nay, mô hình đã được cải tiến để dự báo trước 5 ngày với bước thời gian 6 giờ lấy biên từ mô hình toàn cầu GFS. Mô hình ETA phiên bản 2001 đã được nghiên cứu từ năm 2002 và được đưa vào chạy thử nghiệm nghiệp vụ từ tháng 5-2003.
Một số loại số liệu viễn thám khác là số liệu địa hình (DEM), sử dụng đất, loại đất, địa chất. Số liệu DEM có GTOPO30, Hydro1k (USGS), Global Map(ISCGM), trong đó nên sử dụng số liệu mới nhất từ nguồn Global Map với tỷ lệ 30x30m cho Việt Nam phát hành từ tháng 3/2007. Số liệu sử dụng đất, thảm phủ, địa chất… có thể khai thác từ Global Map, USGS, UNEP được cập nhật năm 2007 và sẽ được sử dụng trong đề tài. Bản đồ DEM tỷ lệ 30x30m hoàn toàn có thể đáp ứng cho mô hình thủy văn áp dụng cho thượng lưu các sông là vùng núi cao với cao độ thường trên 500 – 1000m. Các số liệu DEM, sử dụng đất, thảm phủ mặt đất cho toàn bộ lưu vực sông Srêpôk sẽ được bổ sung từ các đề tài, dự án đã được thực hiện để đảm bảo nâng cao chất lượng mô phỏng của mô hình thủy văn thông số phân phối.
Có thể nói, công tác dự báo nguồn nước mặt hiện nay vẫn là một thách thức lớn không chỉ với các nhà khoa học Việt nam mà ngay cả trên thế giới, đặc biệt là vấn đề làm thế nào để nâng cao chất lượng dự báo, kéo dài thời gian dự kiến và cũng như xem xét mô phỏng các yếu tố đặc thù đáp ứng yêu cầu bài toán tài nguyên nước.Từ những phân tích tình hình nghiên cứu trên thế giới nêu trên, có thể nhận thấy rằng, tích hợp mô hình mã nguồn mở mà cụ thể là mô hình HYPE với dữ liệu mưa dự báo toàn cầu là giải pháp hiệu quả để dự báo nguồn nước mặt đáp ứng yêu cầu nêu trên. Ngoài thế mạnh là mô hình mã nguồn mở và có khả năng tích hợp với nguồn dữ liệu mở toàn cầu, mô hình HYPE còn cho phép dự báo trên vùng rộng lớn (liên quốc gia, liên lưu vực) nhờ khả năng mô tả linh hoạt các ô lưới và bước thời gian tính toán. Mô hình HYPE không chỉ cho phép mô phỏng được các quá trình thủy văn (như mưa-dòng chảy bề mặt; bốc thoát hơi nước; sinh trưởng thực vât; nước dưới đất; diễn toán sông kênh, hồ ao, đầm lầy…), mà còn có khả năng mô phỏng các hoạt động khai thác sử dụng, phát triển nguồn nước (vận hành hồ chứa, tưới tiêu…) của lưu vực (Terink, 2015).
Để dự báo thủy văn, tài nguyên nước mặt ở các lưu vực sông liên tỉnh, liên quốc gia cần:
– Nghiên cứu tổng quan các nghiên cứu về dự báo nguồn nước mặt lưu vực sông liên tỉnh, liên quốc gia;
– Nghiên cứu đánh giá các nhân tố hình thành và tác động đến tài nguyên nước lưu vực sông;
– Nghiên cứu khả năng sử dụng dữ liệu toàn cầu để xây dựng mô hình dự báo nguồn nước mặt lưu vực sông liên tỉnh, liên quôc gia;
– Nghiên cứu xây dựng quy trình tích hợp mô hình HYPE với dữ liệu mưa toàn cầu để dự báo nguồn nước mặt lưu vực liên tỉnh, liên quôc gia;
– Nghiên cứu xây dựng khung nội dung bản tin thông báo, cảnh báo, dự báo TNN mặt lưu vực sông;
Việc dự báo tài nguyên nước mặt ở các lưu vực sông liên tỉnh là cơ sở để quy hoạch khu dân cư, vùng phát triển kinh tế. Góp phần hạn chế thiệt hại về kinh tế khi tình có tình hình biến động về tài nguyên nước mặt.
