Ứng dụng công nghệ để phòng chống lụt: Kinh nghiệm từ Hungary, Hà Lan

Lụt là nguyên nhân nước tích tụ nhiều trong một diện tích và lượng nước thấm xuống đất ít hơn, muốn tránh được thì phải ngăn không cho nước vào hoặc dẫn nước ra, còn không chống được thì phải tránh xa chỗ luôn bị ngập. Ngoài ra, cần có dự báo chính xác về thời tiết và lượng nước sẽ đổ về hạ lưu để chuẩn bị phòng chống kịp thời, để giảm thiểu thiệt hại về người và của.

Trước hết nói về lượng mưa ở ta, trung bình khoảng 1500 - 2000 mm, gấp 3 lần ở Hungary hay Hà Lan, và những ngày gần đây có chỗ lên đến 3000 mm. Điều này có nghĩa là lượng nước khi trời mưa sẽ rất nhiều và nước sẽ theo các sườn núi, đồi chảy về vùng trũng gây lụt lội. Nếu các sườn núi hay sườn đồi có rừng cây thì nước sẽ bị cản và ngấm vào đất một lượng đáng kể, có thể giữ được tới 90% lượng nước mưa. Cho nên khi xây dựng các nhà máy thủy điện hay khu vực công nghiệp thì diện tích cả một vùng rừng lớn ven sông suối bị phá đi, những người dân sống ở đó phải chuyển lên cao hơn.

Tôi có người bạn quê ở Lệ Thủy, Quảng bình kể, khi còn nhỏ đã phải thay nhau canh nước khi nào tràn xuống. Anh ấy năm nay đã hơn 60 tuổi rồi và lũ vẫn vậy, thậm chí còn lớn hơn. 2000 năm trước, người La Mã đã chọn vùng đồi núi cao để xây các thành phố mới di chuyển dân cư lên vùng cao hơn. Xây dựng nhà tránh lũ kiên cố và trang bị ít thuyền cao su cho địa phương hay phát triển hệ thống IoT cảm biến thông báo nước về cũng nên được xem xét.

Ngoài ra, hiện nay các vùng nông thôn cũng bị bê tông hóa gần hết, không còn ao bèo chứa nước và đường gạch như xưa. Khi bị bê tông hóa thì nước mưa không ngấm được xuống đất thì tràn ra, còn ao bị thì lấp, gây ngập lội dù mưa một chút, việc này trước đây không có. Ở Hà Lan, các đường đi bộ, vỉa hè trong làng hay thành phố đều lát gạch trên lớp cát khoảng 35 - 40 cm như vậy giúp thấm được một lượng nước đáng kể và có rất nhiều hồ và kênh giữ nước.

Phần tiếp theo, chúng ta nên bàn làm sao để nước chảy nhanh ra hồ chứa hay biển vì khi nhìn vào bản đồ những con sông suối uốn khúc quanh co, rất nên thơ nhưng nước chảy sẽ không nhanh, gây tràn lên các bờ. Dòng sông không thẳng chính cũng là nguyên nhân gây lụt lội hàng năm ở Hungary cho đến khi họ nắn lại dòng sông Tisza làm cho dòng chảy thẳng. Nếu nhìn kỹ các ảnh dòng suối được tải lên Internet thì có thể thấy các dòng quanh co, chỗ lõm, chỗ lồi một cách tự nhiên, không được nạo vét, nhất là các cửa sông. Thiết nghĩ bài học của Hungary cũng rất đáng lưu ý.

Hà Lan có 1/3 diện tích nằm dưới mặt nước biển, bị đợt lụt lịch sử vào tháng 2/1953, khoảng 20% diện tích nằm dưới nước hơn một mét và triều cường ập vào, gây thiệt hại rất lớn về người và của. Hà Lan đã thành công trong việc đắp đê quanh sông, bờ biển và thiết lập hệ thống bơm nước mưa ra khỏi vùng dân cư khi cần thiết. Và từ năm 1953 đến nay, chỉ có những chỗ bị ngập nho nhỏ nếu mưa to và rất to.

Tiếp theo có thể nói rằng dự báo thời tiết chính xác là cực kỳ quan trọng để có những hành động phòng chống kịp thời, là môn khoa học phức hợp dựa trên dữ liệu thu thập trong nhiều năm và phối hợp của nhiều ngành khoa học khác nhau như khí tượng thủy văn, đo đạc, thổ nhưỡng... Dự báo thời tiết thường dựa trên mô hình toán học hiện đại NWP (Numerical Weather Prediction) để nội suy nhiệt độ, mưa bão, hay gió dựa trên dữ liệu được thu thập như độ ẩm, gió, áp suất và nhiệt độ… ở nhiều nơi khác nhau qua các thiết bị quan trắc, radar và ảnh vệ tinh.

Cần phát triển các ứng dụng dựa trên nền tảng đám mây để dự báo thời tiết

Ở Hà Lan, trước khi đi ra khỏi nhà, mọi người có thói quen xem chương trình dự báo trên điện thoại thông minh (smartphone) xem có mưa không để mang ô. Tôi rất ngạc nhiên là kết quả chính xác đến từng giờ.

Những số liệu liên quan đến thời tiết như độ ẩm, nhiệt độ, lượng mưa, áp suất, điạ phương, thời gian… cần được lưu trữ trên hệ thống dữ liệu lớn (big data) nhưng Trung tâm Dự báo thời tiết của ta vẫn chưa có cho nên không có dữ liệu chi tiết được thu thập được nhiều năm và có thể dùng phương pháp học máy (machine learning) để có thể dự đoán chính xác, giúp cho chúng ta có thể ứng phó nhanh chóng với thay đổi của thời tiết. Trung tâm Dự báo thời tiết nên nắm bắt những kỹ thuật số mới như phát triển ứngdụng (app) dự báo thời tiết chính xác trên nền tảng điện toán đám mây cho tất cả mọi người.

Còn dự báo lũ khi nào sẽ về và những phần nào bị ngập thì cần có bản đồ số về sông ngòi, rừng, loại đất, khả năng thẩm thấu nước của đất, lượng mưa, đường phân thủy, diện tích lưu vực và bản đồ số về độ cao (Digital Terrain Model - DTM). DTM là mô hình toán học dựa trên tọa độ (X, Y, Z) đã biết để nội suy ra những điểm chưa biết.

Trong những năm 80, những nghiên cứu về thuật toán DTM là nhu cầu rất lớn cho quân đội để mô phỏng và điều khiển tên lửa hành trình hay máy bay không người lái. Còn trong xây dựng thì có thể dùng để thiết kế 3 chiều, tối ưu san lấp đất đá, tính toán thể tích khai thác mỏ, xây dựng thiết kế đường ống dẫn nước thải, nước mưa, tối ưu chỗ đặt các trạm thu phát trong viễn thông (BTS) hay trạm radar…

Trong bài toán tính lũ lụt có thể mô phỏng được khi nước lên, chẳng hạn 3m thì khu vực nào sẽ ngập dưới nước, cần sơ tán. Ở Hungary, tất cả kiến thức về thủy lợi, đo đạc, xây dựng công trình, quản lý nước… đều được dạy trong trường Bách khoa Budapest nhưng ở ta thì nằm rải rác các trường Đại học và các bộ chủ quản khác nhau nên rất khó cùng hợp tác để có thể có giải pháp cụ thể trong thời gian gần.

Cục Đo đạc, Bản đồ và Thông tin địa lý Việt Nam nên lập bản đồ số độ cao và bản đồ số địa hình với các lớp thông tin cần thiết, dự liệu được cập nhật, tỷ lệ từ 1:10.000 đến 1:2000, để phục vụ cho việc dự báo nước lũ tràn xuống ở những thời điểm nhất định như đã phân tích ở trên.

Công việc lập bản đồ số chính xác và xây dựng trung tâm dữ liệu khí tượng thủy văn hiện đại cần được coi như một nhiệm vụ quan trọng trong Chương trình Chuyển đổi số quốc gia của Bộ Tàinguyên và Môi trường.