TiaSang
Thứ hai, Ngày 25 tháng 10 năm 2021
Khoa học và Công nghệ

Cần những mô hình mã nguồn mở, liên kết và vấn đề về số liệu cho ĐBSCL

13/07/2015 16:09 -

Dưới tác động từ phía nguồn và từ phía biển ngày càng đa dạng và mạnh mẽ, mô phỏng và định lượng được hệ quả của các tác động lên ĐBSCL là cần thiết để bảo vệ quyền lợi của một nước nằm ở tận cùng của lưu vực, để dự báo và ứng phó tốt nhất với các tác động nhằm đảm bảo sự phát triển bền vững của đồng bằng. Sau phần tổng quan những tác động quan trọng đang diễn ra, bài viết đề cập đến sự cần thiết có những phần mềm mã nguồn mở, liên kết và sau cùng là vấn đề số liệu.

Tác động ngày càng nhiều và mạnh lên châu thổ

Từ hai thập kỷ trở lại đây, châu thổ sông Mekong, trong đó có ĐBSCL, chịu nhiều tác động mạnh mẽ và đa dạng đến nay chưa bao giờ thấy. Dưới đây là một số tác động chi phối sự phát triển bền vững của vùng đất này.

Các đập thủy điện bẫy một lượng lớn trầm tích

Cho đến nay chúng ta vẫn nghe báo cáo “hàng năm 160 triệu tấn trầm tích được sông Mekong tải về ĐBSCL”. Đó chỉ còn là quá khứ. Từ những năm 1980, Trung Quốc đã bắt đầu xây dựng ít nhất 19 đập thủy điện trên dòng chính sông Mekong trên lãnh thổ Trung Quốc. Đến tháng 5.2013, sáu đập đã đi vào hoạt động với tổng công suất thiết kế là 14900 MW 1.

Theo tính toán của Colin Thorne và cộng sự, “tác động của các đập Trung Quốc lên hàm lượng trầm tích của sông Mekong là rất lớn, trong hàng trăm năm, một khi tất cả các đập này đi vào hoạt động. Lượng trầm tích dự kiến sẽ bị các đập của Trung Quốc chận lại xấp xỉ một phần ba đến phân nửa tổng lượng trầm tích bình quân chảy về châu thổ sông Mekong2.

Trên dòng chính sông Mekong ở hạ lưu vực, từ năm 2006, 11 dự án đập được dự kiến xây dựng 3. Cũng theo tính toán của Colin Thorne và cộng sự, khi 11 đập này đi vào hoạt động, lượng trầm tích bị bẫy lại lũy tích thêm sẽ vào khoảng 20,7 triệu tấn năm. Riêng đập Sambor là 16,4 triệu tấn năm.

Theo lịch trình đi vào hoạt động của các đập trên lãnh thổ Trung Quốc, và sắp tới trên hạ lưu vực, con số “160 triệu tấn/năm” từng bước giảm dần, và sự thâm hụt trầm tích so với trước ở ĐBSCL ngày càng tăng.

Tác động của con người tại châu thổ cũng rất mãnh liệt

So với năm 1973, cửa sông Bassac tại ngã ba các sông Mekong, Tonle Sap và Bassac có xu hướng hẹp lại và ngoặc về hướng Đông Nam. Sự tôn tạo Đảo Koh Pich ở Phnom Penh từ năm 2003 và nhất là từ năm 2010 với cát khai thác tại ngã ba sông này càng góp phần làm cho xu hướng này càng nhanh hơn 4.

Một nghiên cứu đã đánh giá sự biến động của đường thủy trực của một đoạn nhánh sông Tiền và của một đoạn sông Hậu giữa hai thời điểm 1998 và 2008 5. Trong 11 năm, lượng trầm tích chênh lệch âm trên nhánh sông Tiền là 0.09 km3 và trên nhánh sông Hậu là 0.11 km3. Riêng Việt Nam, năm 2012, đã khai thác 7.750.000 tấn cát trên sông Hậu và các nhánh sông Tiền 6.

Sự sụt giảm trầm tích, do bị các đập giữ lại và do khai thác tại chỗ, ngày càng trầm trọng, dẫn đến sự thay đổi dòng chảy các nhánh sông Tiền, sông Hậu, địa mạo lòng sông, cửa sông và đường bờ biển theo hướng bất lợi cho châu thổ.

Theo Liên đoàn Quy hoạch và Ðiều tra nguồn tài nguyên nước, năm 2012, tại tỉnh Cà Mau có tổng cộng 109.096 giếng khai thác nước ngầm, và tổng lượng nước được bơm lên là 373.000 m3/ngày. Cơ quan này đã đo tốc độ hạ thấp của nước ngầm qua khảo sát ba giếng khoan vào tầng nước ngầm Pleistocene giữa - trên và Pleistocene dưới. Số liệu cho thấy mực nước trong các giếng đã hạ thấp liên tục trong 15 năm qua và mức hạ thấp hiện tại nằm trong khoảng từ 10 đến 19 mét7.

Do đất đai được canh tác liên tục, do lượng phù sa bồi lắng giảm, và do khai thác nước ngầm, và có thể còn do những nguyên khác, mặt đất ở đồng bằng sông Cửu Long bị lún là một thực tê. Chỉ trên cơ sở mức độ khai thác nước ngầm ở Cà Mau, tốc độ lún đất được ước tính sơ bộ nằm trong khoảng 1,9 – 2,8 cm/năm. Nghiên cứu của Erban và cộng sự 8 đề xuất sơ đồ hạ thấp mực nước trong các giếng và sơ đồ lún đất trong hình dưới đây.

Rõ ràng lún đất là một thách thức lớn không kém gì nước biển dâng đối với các vùng trũng thấp và các tỉnh ven biển ở ĐBSCL.

Nước biển dâng cũng đã tác động mạnh mẽ lên châu thổ 

Phân tích số liệu thủy văn các trạm ven biển từ năm 1988 đến năm 2008, cho thấy xu thế mực nước đỉnh triều cao nhất năm và mực nước bình quân năm tại các trạm đều tăng 9. Ở ba trạm Bình Đại, An Thuận và Bến Trại, tỉnh Bên Tre, tăng nhanh hơn, đặc biệt từ 2003 đến 2013. Xu thế mực nước chân triều thấp nhất năm ở các trạm cũng tăng. Tại các cửa Hàm Luông và Cổ Chiên tăng rất cao, 18,1 và 28,5 mm/năm, cao hơn cả ở Cửa Đại trong 11 năm này.

Các phân tích trên chỉ ra xu thế lượng nước biển theo thủy triều chảy vào châu thổ qua Cửa Đại, cửa Hàm Luông và cửa Cổ Chiên gia tăng, nhất là ở Cửa Đại, trong khi đó lượng nước theo thủy triều rút ra ở ba cửa sông có xu thế khó khăn hơn, nhất là ở cửa sông Cổ Chiên 10.

Cần những phần mềm mã nguồn mở, liên kết 

Các tác động trên đây, ảnh hưởng lớn đến an ninh lương thực quốc gia, kim ngạch xuất khẩu nông thủy hải sản, sinh kế của người dân, đa dạng sinh học và sự phát triển bền vững của đồng bằng sông Cửu Long, đặt ra một cách bức thiết cần phải có một công cụ mô phỏng các tác động, từ thượng nguồn và từ biển, lên địa bàn.

Mô phỏng vật lý là cần thiết. Rất chi ly, tốn kém và cần nhiều thời gian để thực hiện, mô phỏng vật lý nên dùng trong những trường hợp phức tạp, cục bộ mà lời giải của mô hình toán cần được kiểm định. 

Mô hình toán cung cấp lời giải nhanh hơn, không chỉ cho một kịch bản mà cho những kịch bản khác nhau. Tuy nhiên các số liệu ở đầu ra chỉ đáng tin cậy khi mô hình được xây dựng trên cơ sở nhận biết đầy đủ về các tác nhân và giữa các tác động, và các quan hệ hệ thống này phải được thể hiện tường minh trong thuật giải của mô hình.

Chất lượng của kết quả của mô hình tùy thuộc vào số liệu đầu vào. Hiện nay tình trạng số liệu nói chung là  thiếu, không liên tục, không đồng bộ về thời gian và không gian, và  khó tiếp cận.

Nhận biết đầy đủ có được là một quá trình. Khắc phục nhược điểm về số liệu đòi hỏi những thử nghiệm thay thế số liệu thiếu bằng cách tổ hợp các số liệu có, có liên quan, được kiểm chứng.

Một mô hình cho phép có sự tương tác với người sử dụng do đó là cần thiết cho các quá trình đó. Muốn vậy, phần mềm của mô hình phải sử dụng mã nguồn mở

Người viết, hay sử dụng, các phần mềm mã nguồn mở đưa ra được kết quả một cách tường minh và hiểu rõ hơn tác động qua lại giữa các yếu tố trong tự nhiên, đồng thời có thể cải tiến, phát triển thêm mô hình khi có yêu cầu từ thực tiễn.

Tại ĐBSCL, hệ quả của các tác động mang tính hệ thống. Mở ra Biển Đông và Vịnh Thái Lan, đồng bằng là địa bàn giao thoa giữa sông, sóng và triều. Do đó các phần mềm mã nguồn mở phải được liên kết với nhau.

Hiện nay, các cơ quan nhà nước về bảo vệ môi trường tại các nước tiên tiến trên thế giới đều khuyến cáo nên sử dụng các phần mềm mã nguồn mở đã được xây dựng và kiểm chứng. Trang web của Cục Bảo vệ Môi Trường của Hoa Kỳ đưa ra danh sách các mô hình mã nguồn mở nên được sử dụng cho từng bài toán khác nhau 11

Đã có nhiều phần mềm được sử dụng trên địa bàn ĐBSCL cho những bài toán từng phần. Các phần mềm này hầu hết đều là phần mềm thương mại, không sử dụng mã nguồn mở, được mua hoặc được cung cấp theo dự án. Người sử dụng không thể tìm hiểu các lỗi, xử lý các trường hợp không ổn định và nhất là cải tiến độ chính xác kết quả tính toán, tốc độ hội tụ, … . Họ “lệ thuộc” vào công ty sở hữu phần mềm.

Chính phủ Việt Nam đang cho triển khai, từ giữa năm 2013, dự án Nghiên cứu tác động của các công trình thủy điện trên dòng chính sông Mêkông. Như tên gọi, dự án sẽ mô phỏng các tác động của các đập thủy điện. 

Vì những lý do đã nêu trên đây, chúng tôi đã góp một số ý với các cơ quan chức năng Việt Nam về Báo cáo giai đoạn (I) của dự án, trong đó nhấn mạnh kiến nghị phần mềm sản phẩm của dự án phải là một bộ phần mềm mã nguồn mở, liên kết.

Những vấn đề về số liệu cần giải quyết 

Để mô phỏng các tác động, cần rất nhiều số liệu, hiện chưa có hoặc có nhưng được lưu giữ ở các Bộ, ngành. Ảnh vệ tinh, số liệu khí tượng thủy văn, … ngân sách nhà nước chi để mua, chụp và đo đạc, nhưng theo quy định của Bộ Tài chính phải trả tiền mới được cung cấp. Cần xây dựng một cơ sở dữ liệu tin học hóa, có thể đặt ở nhiều nơi, với quy chế sử dụng mở cho đồng bằng sông Cửu Long.

Rất cấp bách và thường xuyên phải cập nhập lại tình hình số liệu (thủy văn, trầm tích, địa hình lòng sông, cửa sông, …) ở hạ lưu vực. Cần quản lý nhà nước tốt và đo đạc số liệu về việc khai thác cát trên các sông, về việc khai thác nước ngầm ở các tỉnh. Theo dõi và đo đạc tình hình lún đất, trước nhất ở các địa bàn xung yếu. 

Một khó khăn rất lớn là các quốc gia ở hạ lưu vực không có thông tin gì về cơ chế vận hành của các đập trên thượng lưu vực. Số liệu thủy văn và trầm tích tại các trạm của Trung Quốc cũng không được phía Trung Quốc chia sẻ với các quốc gia trong lưu vực. Rất cấp bách Việt Nam và các quốc gia trong hạ lưu vực phải yêu cầu được cung cấp các số liệu cơ bản này, đặc biệt để có thể quản lý những tình huống cực đoan trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

Xây dựng được cơ sở dữ liệu đầy đủ, liên tục được bổ sung, tin học hóa, và được chia sẻ cho cộng đồng khoa học cũng là phục vụ cho ứng phó với biến đổi khí hậu, nước biển dâng và cho sự phát triển bền vững đất nước.

* GS. TSKH, nguyên Phó Chủ nhiệm Ủy Ban Khoa học và kỹ thuật nhà nước, nguyên Chủ nhiệm Chương trình nhà nước “Điều tra cơ bản tổng hợp đồng bằng sông Cửu Long.

Chú thích:

1. 8 đập được Ủy hội sông Mekong nêu tên là Xiaowan, Manwan, Dachaoshan, Nuozhadu, Jinghong, Gongguoqiao (đã đi vào hoạt động), và Galanba, và Mengsong. 11 đập khác trên thượng lưu vực là Miaowei, Huangdeng, Tuoba, Lidi, Wunonglong, Jiabi, Gushui, Guxue, Rumei, Kamadu và Jinhe.

2. Colin Thorne, George Annandale and Jorgen Jensen et al. 2011, Review of Sediment Transport, Morphology, and Nutrient Balance, Part of The MRCS Xayaburi Prior Consultation Project Review Report, March 2011.

3. Theo thứ tự từ thượng nguồn ra biển: Pak Beng, Luang Prabang, Xayaburi, Paklay, Sanakham, Sangthong-Pakchom, Bankoum, Latsua, Don Sahong, StungTreng, Sambor.

4. Nguyễn Ngọc Trân (2014), Biến động ở giao điểm ba sông Mekong, Tonle Sap và Bassac, http://tiasang.com.vn/Default.aspx?tabid=111&CategoryID=2&News=7209

5. G. Brunier, Evolution de la morphologie des chenaux fluviaux du Mékong dans le delta: fonctionnement naturel ou perturbé? Mémoire de Mastère en Environnement Terrestre, Université Aix Marseille, 2012.

6. J.P. Bravard, M. Goichot, S. Gaillot, Geography of Sand and Gravel Mining in the Lower Mekong River, First Survey and Impact Assessment, EchoGeo, 26 (2013), 10-12.2013.

7. Assessment of apparent land loss in the province of Ca Mau, Vietnam, Phase 1 Report 2012, Norwegian Geotechnical Institute, Communication at the Workshop “Outcome of Research Project Phase 1 Assessment Land Loss in Ca Mau”, Can Tho, 17.06.2013  

8.  Laura E Erban et al 2014, Groundwater extraction, land subsidence, and sea-level rise in the Mekong Delta, Vietnam, Environ. Res. Lett. 9 084010 doi:10.1088/1748-9326/9/8/084010.

9. Nguyễn Ngọc Trân, The Vietnamese Mekong Delta facing the double Challenge of the Climate Change, in Proceedings of the 78th Annual Meeting, International Symposium of the International Commission on Large Dams, Hà Nội 25/5/2010.

10. Nguyễn Ngọc Trân (2014), Bến Tre, nước biển dâng và nguy cơ bị lún chìm dần và xâm thực,
http://www.tiasang.com.vn/Default.aspx?tabid=111&CategoryID=2&News=8218

11.  http://www.epa.gov/athens/wwqtsc/index.html


 

Tags: