Dự báo và cảnh báo khí tượng thủy văn phục vụ vận hành hồ chứa thông minh

Dựa trên công nghệ lõi là các mô hình khí tượng, thủy văn tiên tiến có tích hợp các kỹ thuật mới về đồng hóa số liệu, trí tuệ nhân tạo, hệ thống dự báo và cảnh báo khí tượng thủy văn của Trung tâm Động lực học Thủy khí Môi trường có thể cung cấp thông tin dự báo khí tượng thủy văn phục vụ vận hành hồ chứa với các hạn dự báo tùy chọn (hạn cực ngắn, hạn vừa, hạn dài) chi tiết từng giờ.

Hệ thống trên đã được khởi động trong buổi lễ ra mắt do Trung tâm Động lực học Thủy khí Môi trường (CEFD), Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (ĐHQGHN) tổ chức vào ngày 15/5.

Với khoảng 7000 hồ chứa trải dài từ Bắc vào Nam, các hồ chứa thủy lợi, thủy điện ở Việt Nam đã cung cấp hàng tỷ m³ nước phục vụ tưới tiêu, nuôi trồng thủy sản, khai thác thủy điện và góp phần điều tiết lũ lụt. Để đảm bảo hiệu quả và an toàn trong vận hành, một trong những yêu cầu bắt buộc của các hồ chứa (có cửa van điều tiết lũ) là thực hiện các hoạt động về quan trắc (lượng mưa, mực nước thượng hạ lưu, mực nước tại đập tràn), tính toán (lưu lượng đến, lưu lượng xả), dự báo (lưu lượng đến hồ, khả năng gia tăng mực nước hồ chứa) – theo Nghị định số 114/2018/NĐ-CP về Quản lý an toàn đập, hồ chứa nước.

Với mong muốn khắc phục tình trạng này, CEFD đã xây dựng hệ thống dự báo và cảnh báo khí tượng phục vụ vận hành hồ chứa có độ chính xác cao và chi phí phải chăng. Hệ thống này gồm ba thành phần chính: hệ thống dự báo khí tượng, hệ thống dự báo thủy văn, công cụ hỗ trợ ra quyết định. Thành phần thứ nhất sẽ cung cấp thông tin về mưa, nhiệt độ, bốc hơi… với các hạn dự báo khác nhau. Dữ liệu cung cấp dạng lưới độ phân giải cao (3km) và trung bình các tiểu lưu vực. Thứ hai là hệ thống dự báo thủy văn phục vụ vận hành hồ chứa: cung cấp thông tin dự báo về dòng chảy đến hồ, lưu lượng xả, sự thay đổi mực nước thượng lưu. Thứ ba là công cụ hỗ trợ ra quyết định, bao gồm các công cụ cho phép khai thác số liệu nhanh chóng, hỗ trợ tương tác đa mô hình, các thuật toán AI nhận dạng hình thế và đưa ra khuyến nghị trợ giúp dự báo viên…

Hiện nay, hệ thống đã tích hợp và triển khai dự báo cảnh báo cho bốn lưu vực sông gồm sông Hồng, sông Mã, sông Trà Khúc và sông Ba. Nhờ cách tiếp cận theo lưu vực sông, hệ thống được phân thành nhiều phân hệ cho từng lưu vực trên khắp cả nước, từ đó kết xuất ra các bản tin dự báo tại mọi vị trí trên lưu vực bao gồm dòng chảy đến hồ cho các thủy điện, do vậy sẽ rút ngắn thời gian ra bản tin cho từng hồ thủy điện trên lưu vực. “Các quy trình dự báo được đội ngũ chuyên gia của CEFD xây dựng tuân thủ đúng các yêu cầu kỹ thuật của Bộ Tài nguyên & Môi trường, và được số hóa trực tiếp vào hệ thống để sử dụng trong nghiệp vụ hàng ngày”, ThS. Đặng Đình Đức, Trưởng phòng Nghiên cứu và Dịch vụ (CEFD) cho biết.

Đây là kết quả sau một hành trình dài nỗ lực xây dựng cơ sở hạ tầng, nghiên cứu và thử nghiệm thực tế của các chuyên gia ở CEFD. “Hệ thống này là một sản phẩm của các nhà khoa học tại trường ĐH Khoa học Tự nhiên, được xây dựng và phát triển hoàn toàn trong nước, với phần lớn công cụ có mã nguồn mở. Do vậy, hệ thống sẽ có tính chủ động cao, linh hoạt, đáp ứng được nhu cầu đa dạng của khách hàng”, PGS.TS. Trần Ngọc Anh, Giám đốc CEFD, nhận xét.

Để kịp thời phục vụ mùa mưa lũ năm nay, hệ thống được chính thức kích hoạt và vận hành liên tục từ 14h30 ngày 15/5/2023, sẵn sàng phục vụ các bên có nhu cầu, từ các cơ quan quản lý về công tác khí tượng thủy văn, các đơn vị khai thác và cung cấp dịch vụ thông tin khí tượng thủy văn, các doanh nghiệp vận hành công trình thủy điện… CEFD luôn duy trì đội ngũ trực 24/7 để thực hiện các quy trình theo đúng quy định và giải quyết các yêu cầu phát sinh của khách hàng.