Bản đồ hạn hán - “nhiệt kế môi trường” thời đại số
Theo TS. Nguyễn Minh Khuyến, Phó Cục trưởng Cục Quản lý tài nguyên nước, Luật Tài nguyên nước 2023 đánh dấu bước ngoặt trong tư duy quản trị tài nguyên nước của Việt Nam: từ bị động đối phó sang chủ động điều phối; từ dựa vào cảm quan sang ra quyết định dựa trên dữ liệu và công nghệ. Một trong những định hướng lớn của Luật là đẩy mạnh ứng dụng khoa học công nghệ, đặc biệt là chuyển đổi số, trong giám sát, dự báo và quản lý tổng hợp tài nguyên nước.
Trong định hướng đó, những nghiên cứu và triển khai thực tiễn như hệ thống bản đồ hạn hán, thiếu nước và các kịch bản nguồn nước theo thời gian thực không chỉ phù hợp, mà còn là các công cụ chiến lược. Chúng cho phép "đọc" được trạng thái tài nguyên nước trong tương lai gần, từ đó “liệu trước” các nguy cơ để “điều chỉnh từ sớm, điều hành từ xa”. Đây là bước đi căn cơ để đảm bảo an ninh nguồn nước, phát triển bền vững nông nghiệp, đô thị và năng lượng trong một môi trường khí hậu nhiều rủi ro.
Cũng theo ông Nguyễn Minh Khuyến, hệ thống bản đồ hạn hán, thiếu nước được xây dựng dựa trên nền tảng dữ liệu lớn (Big Data) và công nghệ mô hình số (digital modeling). Các loại dữ liệu đầu vào bao gồm: Số liệu khí tượng (lượng mưa, nhiệt độ, độ ẩm); Dữ liệu thủy văn (dòng chảy, mực nước sông, lượng nước tích trữ ở các hồ chứa); Dữ liệu khai thác, sử dụng, nhu cầu nước của từng ngành, từng vùng; Dữ liệu địa chất thủy văn (mực nước ngầm theo tầng chứa nước).
Bản đồ hạn hán thời gian thực dựa trên công nghệ dự báo, mô hình tích hợp và dữ liệu lớn (Big data). Ảnh: Cục Quản lý tài nguyên nước.
Tất cả các thông tin này được tích hợp trên nền tảng hệ thống quản lý tập trung, cho phép cập nhật, đồng bộ và truy xuất nhanh chóng theo thời gian thực. Từ dữ liệu đầu vào, hệ thống sử dụng các thuật toán phân tích xu thế dòng chảy, biến động mực nước và chỉ số hạn hán (như SPI, PDSI) để phân tích xu thế hạn hán, đánh giá nguy cơ thiếu nước theo vùng, tiểu vùng.
Đặc biệt, việc ứng dụng mô hình số cho phép tất cả dữ liệu được tích hợp vào hệ thống quản lý tập trung, cho phép cập nhật, đồng bộ và truy xuất nhanh chóng. Xây dựng và áp dụng tổ hợp các mô hình số dự báo mưa hạn mùa để dự báo lượng mưa cho 6 tháng tiếp theo nhằm cung cấp thông tin cho các kịch bản.
Demo giao diện trang chủ hệ thống bản đồ dự báo nguy cơ hạn hán cho Việt Nam. Ảnh: Cục Quản lý tài nguyên nước.
Theo mô hình, các vùng bị ảnh hưởng được chia thành ba cấp độ: thiếu nước nhẹ, trung bình và nghiêm trọng. Trên bản đồ nền GIS, các khu vực hạn hán được hiển thị bằng màu sắc trực quan, sinh động, dễ tiếp cận với mọi đối tượng người dùng từ chuyên gia đến người dân.
Bộ Nông nghiệp và Môi trường đang triển khai xây dựng các hệ thống bản đồ hạn hán theo vùng và thời gian nhằm hỗ trợ giám sát và cảnh báo sớm tình trạng thiếu nước trên cả nước. Các bản đồ này giúp xác định rõ các khu vực bị ảnh hưởng bởi hạn hán, từ đó hỗ trợ công tác quản lý tài nguyên nước và lập kế hoạch ứng phó hiệu quả.
Kịch bản nguồn nước – công cụ chiến lược ứng phó từ sớm, từ xa
Bên cạnh việc xây dựng bản đồ hạn hán, hệ thống còn tích hợp các kịch bản nguồn nước, đóng vai trò như một công cụ phân tích chiến lược quan trọng. Các kịch bản này được xây dựng trên cơ sở tổng hợp nhiều lớp thông tin: hiện trạng nguồn nước mặt và nước dưới đất trên các lưu vực sông, diễn biến tích trữ tại các hồ chứa, dự báo khí tượng thủy văn (lượng mưa, dòng chảy), cũng như nhu cầu khai thác, sử dụng nước của các ngành và địa phương theo mùa vụ.
Chia sẻ cụ thể về quá trình xây dựng, ông Nguyễn Minh Khuyến cho biết, kịch bản nguồn nước được thiết kế nhằm phản ánh toàn diện trạng thái nguồn nước theo từng thời điểm trong năm. Dựa trên các dữ liệu cập nhật về lượng mưa, dòng chảy, mực nước dưới đất và trong hồ chứa, hệ thống mô hình số sẽ phân tích khả năng đáp ứng nhu cầu sử dụng nước trong từng vùng, từng tiểu lưu vực.
Trạng thái của nguồn nước được coi là yếu tố then chốt sẽ được xác định và công bố định kỳ, từ đó làm cơ sở cảnh báo sớm nguy cơ hạn hán, thiếu nước và hỗ trợ điều phối tài nguyên nước một cách chủ động, hiệu quả.
Kịch bản nguồn nước là cơ sở để các Bộ, ngành, địa phương hỗ trợ ra quyết định khai thác, sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên nước. Ảnh: minh họa.
Các kịch bản được xây dựng để trả lời những câu hỏi cốt lõi: nếu lượng mưa thấp hơn trung bình nhiều năm 20%, khu vực nào có nguy cơ thiếu nước cao nhất? Nếu mực nước tại các hồ chứa giảm 30%, lĩnh vực nào sẽ bị ảnh hưởng trước: sinh hoạt, nông nghiệp hay thủy điện? Trả lời những câu hỏi này giúp cơ quan quản lý đưa ra kế hoạch điều tiết nguồn nước phù hợp theo từng mức độ khẩn cấp và theo nhu cầu ưu tiên.
Đặc biệt, trên cơ sở kịch bản nguồn nước, cùng với các dữ liệu dự báo khí tượng thủy văn và thực trạng tài nguyên nước, Bộ Nông nghiệp và Môi trường sẽ chủ trì cập nhật định kỳ và điều phối liên ngành, nhằm hỗ trợ các bộ, ngành, UBND cấp tỉnh xây dựng kế hoạch khai thác, sử dụng nước hợp lý. Nhờ vậy, các địa phương có thể chủ động điều chỉnh mùa vụ, lựa chọn cây trồng phù hợp và triển khai các giải pháp phòng chống hạn hán, xâm nhập mặn từ sớm, góp phần giảm thiểu rủi ro và thiệt hại.
Chuyển dữ liệu thành quyết định
Bản đồ hạn hán và kịch bản nguồn nước theo thời gian thực không chỉ hỗ trợ các Bộ, ngành, địa phương, mà còn mang lại nhiều giá trị thực tiễn giúp cảnh báo sớm hạn hán, hỗ trợ lập kế hoạch mùa vụ nông nghiệp hiệu quả, hỗ trợ điều phối liên vùng trong khai thác, sử dụng nước giữa các tỉnh, thành trên các lưu vực sông.
Về lâu dài, hệ thống cần được kết nối chặt chẽ với dữ liệu vệ tinh viễn thám, các mô hình dự báo khí hậu toàn cầu và hệ thống cảm biến IoT tại hiện trường, nhằm nâng cao độ chính xác và tính cập nhật của thông tin. Việc đào tạo đội ngũ chuyên gia, kỹ thuật viên địa phương để vận hành và cập nhật bản đồ cũng là một yêu cầu then chốt.
Xây dựng bản đồ hạn hán và kịch bản nguồn nước theo thời gian thực là bước tiến quan trọng trong quá trình số hóa ngành tài nguyên nước, thể hiện rõ vai trò của khoa học công nghệ trong quản trị thiên tai và bảo vệ, phát triển nguồn lực quốc gia. Đây không chỉ là công cụ chuyên môn mà còn là “cánh tay nối dài” để cộng đồng cùng tham gia giám sát, thích ứng và bảo vệ nguồn nước quốc gia.
Đến nay, Bộ Nông nghiệp và Môi trường đã công bố Kịch bản nguồn nước trên 08 lưu vực sông: Hồng - Thái Bình; Cửu Long; Bằng Giang - Kỳ Cùng; Mã; Sê San; Hương; Srêpốk; Đồng Nai.
Kịch bản nguồn nước là cơ sở để các ngành có khai thác, sử dụng nước (như: Nông nghiệp, công thương, cấp nước,...) và các địa phương trong lưu vực sông xây dựng, điều chỉnh kế hoạch khai thác, sử dụng nước, từ đó sẽ chủ động được cơ cấu mùa vụ, cây trồng,... chủ động ứng phó với hạn mặn từ sớm, từ xa và hạn chế được các thiệt hại.
