Menguasai teknologi untuk meramalkan aliran musim kemarau ke sempadan Vietnam

Dalam konteks kesan perubahan iklim yang semakin mendalam dan turun naik yang tidak dapat diramalkan dalam sistem sungai antarabangsa, meramalkan aliran musim kemarau di Sungai Merah, terutamanya dari bahagian hulu di luar wilayah Vietnam, telah menjadi keperluan mendesak untuk memastikan keselamatan air dan operasi takungan yang berkesan.

Daripada realiti itu, pasukan penyelidik yang diketuai oleh Profesor Madya, Dr. Nguyen Tien Giang (Universiti Sains Semula Jadi, Universiti Kebangsaan Vietnam, Hanoi) melaksanakan projek " Penyelidikan mengenai kaedah dan teknologi untuk meramalkan aliran musim kemarau, 10 hari, bulan dan tempoh musim ke sempadan Vietnam - China" dalam tempoh 36 bulan (Januari 2023 - Disember 2025), di bawah Program 5625 Kementerian Sains .

Gambaran keseluruhan bengkel saintifik yang memperkenalkan hasil projek "Penyelidikan mengenai pembangunan kaedah dan teknologi untuk meramalkan aliran musim kemarau, tempoh 10 hari, bulan dan musim ke sempadan Vietnam - China". (Foto: Kementerian Sains dan Teknologi)

Membina platform data moden dan teknologi ramalan untuk Sungai Merah

Sistem Sungai Merah - Sungai Thai Binh ialah lembangan kedua terbesar di Vietnam, memainkan peranan strategik dari segi ekonomi, politik dan keselamatan air. Walau bagaimanapun, kerana lebih separuh daripada aliran musim kemarau di lembangan terletak dalam wilayah China, peramalan adalah mencabar kerana kekurangan data hidrometeorologi huluan, manakala operasi siri takungan kuasa hidro di China secara berterusan mengubah rejim aliran semula jadi.

Model hujan dan aliran aliran tradisional tidak lagi sesuai. Persoalannya ialah: Bagaimana untuk meramal dengan tepat apabila hampir tiada data huluan?

Berdasarkan keperluan itu, pasukan penyelidik mendekati masalah dengan gabungan kaedah moden: Menggunakan data penderiaan jauh, imej satelit, data analisis semula dan model hidrologi - digabungkan dengan algoritma pembelajaran mesin termaju. Bukan sahaja meramal, pasukan itu juga membina set data lengkap pertama di hulu Sungai Merah di China, yang telah menjadi jurang selama bertahun-tahun dalam industri sumber air Vietnam.

Daripada penjelasan tersebut, topik ini menetapkan tiga objektif utama: Untuk membina set data mengenai keadaan geografi semula jadi, sistem takungan utama (ciri, prosedur operasi...) di bahagian atas lembangan Sungai Merah di wilayah Yunnan, China; Untuk menilai perubahan dalam rejim hidrologi di bahagian atas lembangan Sungai Merah di bawah kesan perubahan iklim dan sistem takungan utama di China; Untuk membina kaedah dan teknologi untuk meramalkan aliran musim kemarau bagi tempoh purata 10 hari, bulan, dan musim ke sempadan Vietnam-China; untuk menggunakan program perintis ke sub-lembangan tertentu (dalam lembangan Sungai Merah). Orientasi penyelesaian untuk meminimumkan kerosakan yang disebabkan oleh perubahan aliran musim kemarau juga dicadangkan berdasarkan analisis komprehensif tujuh kandungan penyelidikan.

Fokus penyelidikan adalah untuk menghasilkan semula keadaan semula jadi, sistem takungan, turun naik paras air - kawasan takungan dan perubahan dalam rejim hidrologi di bawah kesan pembangunan sosio-ekonomi serta perubahan iklim. Pasukan ini membangunkan platform WebGIS untuk menyimpan, mensimulasikan dan menggambarkan data dalam masa nyata, menyokong carian takungan, analisis dan operasi. Alat ini membenarkan akses dalam talian, menggunakan data terbuka dan bebas sepenuhnya daripada hak cipta perisian komersial.

Gabungan algoritma pembelajaran mesin meningkatkan ketepatan ramalan musim kemarau

Semasa proses pelaksanaan, pasukan menggunakan imej satelit resolusi tinggi (imej 5m Sentinel, Landsat, MODIS dan NICFI), digabungkan dengan data altimeter satelit untuk menentukan kawasan permukaan air dan perubahan paras air takungan di hulu - di mana Vietnam tidak mempunyai data pemantauan langsung. Proses ini telah diuji di beberapa takungan di Vietnam sebelum berkembang kepada 15 takungan utama di wilayah Yunnan (China), membolehkan pengiraan perubahan dalam rizab dan aliran luahan dari semasa ke semasa.

Secara selari, terdapat sistem model ramalan hujan intra-musim dan bermusim yang didedikasikan untuk hulu Sungai Da - kawasan hulu terpenting sistem Sungai Merah. Model tersebut membenarkan ramalan hujan dengan tempoh 90 - 180 hari, langkah masa 10 - 30 hari, mencipta input untuk simulasi aliran musim kemarau.

Khususnya, pasukan itu membangunkan satu set model ramalan aliran berdasarkan gabungan lebih daripada 10 algoritma pembelajaran mesin dan model hidrologi fizikal, menghasilkan tiga model ramalan optimum pada ufuk 1 bulan, 3 bulan dan 6 bulan, serta model hibrid yang menggabungkan data dan fizik. Model ini membenarkan pengiraan aliran purata 10 hari - keperluan mandatori dalam Prosedur Operasi Antara Takungan Sungai Merah yang dikeluarkan di bawah Keputusan 740/QD-TTg.

Mengukur data aliran hulu Sungai Da di Pac Ma, Muong Te, Lai Chau untuk menjalankan penyelidikan Projek. (Foto: Sains dan Teknologi)

Profesor Madya Dr. Nguyen Tien Giang berkata bahawa aplikasi pembelajaran mesin dalam ramalan aliran strim telah membawa "hasil awal yang menggalakkan, dengan ketepatan yang unggul berbanding kaedah tradisional, terutamanya berkesan dalam keadaan kekurangan data" . Set teknologi ramalan aliran aliran musim kemarau sedang ditentukur, diuji dan tidak lama lagi akan dimasukkan ke dalam ujian praktikal, menjanjikan untuk membuka pendekatan baharu dalam pengurusan sumber air rentas sempadan.

Projek ini juga mempunyai kepentingan asas dalam merancang strategi keselamatan air. Buat pertama kalinya, Vietnam boleh menganggar, mensimulasikan dan meramalkan aliran hulu Sungai Merah di luar wilayahnya, tanpa berkongsi data dengan China - sesuatu yang masih perlu dilakukan oleh banyak negara dengan sungai antarabangsa untuk menjadi proaktif dalam pengurusan.

Hasilnya akan menyumbang kepada melengkapkan pangkalan data Sungai Merah; menyokong operasi takungan, peruntukan sumber air, tindak balas kemarau di Delta Sungai Merah; dan menyediakan hujah saintifik untuk kajian atau rundingan masa depan berkaitan kerjasama dalam menguruskan lembangan Sungai Merah.

Dengan pendekatan yang sistematik, teknologi moden dan data yang dibangunkan secara bebas, projek ini menandakan satu langkah penting ke hadapan dalam usaha untuk "menguasai" maklumat huluan dan meningkatkan kapasiti untuk meramal dan mengurus sumber air di lembangan Sungai Merah. Apabila digunakan secara meluas, hasil penyelidikan bukan sahaja melaksanakan tugas saintifik tetapi juga mewujudkan premis untuk pembangunan mampan Delta Utara dalam konteks peningkatan cabaran sumber air.

Thuy Linh

Sumber: https://vtcnews.vn/lam-chu-cong-nghe-du-bao-dong-chay-mua-can-den-bien-gioi-viet-trung-ar991988.html