Khai thác mô hình MIKE 11 trong dự báo, cảnh báo xâm nhập mặn vùng Đồng bằng Sông Cửu Long

Nghiên cứu này tiến hành sử dụng các bộ công cụ mô hình MIKE SDK và công cụ trích xuất kết quả mô hình MIKE (Read1d extraction tools) kết hợp với công cụ GIS để biên tập kết quả tính toán của mô hình MIKE11 AD. Nghiên cứu cũng xây dựng các công cụ phần mềm hiển thị, chồng lớp, tính toán độ mặn, chiều sâu xâm nhập mặn, cấp độ rủi ro thiên tai, chuyển phát kết quả mô hình cùng với các công cụ cho các Đài KTTV tỉnh khai thác phục vụ các yêu cầu riêng của địa phương.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khai thác mô hình MIKE 11 trong dự báo, cảnh báo xâm nhập mặn vùng Đồng bằng Sông Cửu Long BÀI BÁO KHOA HỌC KHAI THÁC MÔ HÌNH MIKE 11 TRONG DỰ BÁO, CẢNH BÁO XÂM NHẬP MẶN VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Đặng Văn Dũng1, Trần Đình Phương2, Lê Thị Oanh2, Trần Thành Công2 Tóm tắt: đang tác nghiệp tại Đài Khí tượng Thủy văn (KTTV) Nam Bộ, do vậy việc khai thác hiệu quả mô hình thủy lực phục vụ dự báo, cảnh báo sẽ góp phần giảm nhẹ thiên tai và thiệt hại do xâm nhập mặn. Nghiên cứu này tiến hành sử dụng các bộ công cụ mô hình MIKE SDK và công cụ trích xuất kết quả mô hình MIKE (Read1d extraction tools) kết hợp với công cụ GIS để biên tập kết quả tính toán của mô hình MIKE11 AD. Nghiên cứu cũng xây dựng các công cụ phần mềm hiển thị, chồng lớp, tính toán độ mặn, chiều sâu xâm nhập mặn, cấp độ rủi ro thiên tai, chuyển phát kết quả mô hình cùng với các công cụ cho các Đài KTTV tỉnh khai thác phục vụ các yêu cầu riêng của địa phương. Kết quả đạt được của nghiên cứu là xây dựng được hệ thống hỗ trợ nghiệp vụ dự báo, cảnh báo xâm nhập mặn hiệu quả cho vùng Đồng bằng sông Cửu Long. Từ khóa: Xâm nhập mặn, Mô hình, MIKE11, hệ thống hỗ trợ, dự báo Ban Biên tập nhận bài: 20/07/2018 48 Ngày phản biện xong: 15/09/2018 1. Mở đầu Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) với diện tích 39.400 km2, có vị trí quan trọng trong phát triển kinh tế-xã hội và là chìa khoá chính trong chiến lược an ninh lương thực Quốc gia. Với tiềm năng nông nghiệp và thuỷ sản to lớn, trong những năm qua, ĐBSCL luôn đóng góp khoảng 53% tổng sản lượng lương thực, 65% sản lượng thuỷ sản nuôi trồng và 70% trái cây của cả nước . Tuy nhiên, ĐBSCL cũng luôn đối mặt với những hạn chế trong điều kiện tự nhiên tác động đến sự phát triển kinh tế-xã hội, bao gồm: lũ và ngập lụt ở vùng đầu nguồn; xâm nhập mặn (XNM) ở vùng ven biển; thiếu nước ngọt cho sản xuất và sinh hoạt ở những vùng xa sông, gần biển v.v. Với sự biến đổi khí hậu toàn cầu, trong những năm gần đây ĐBSCL đối mặt với sự gia tăng của xâm nhập mặn. Điển hình là đợt thiên tai hạn hán và XNM năm 2015-2016 gây thiệt hại lớn cho ĐBSCL, 10/13 tỉnh thành công bố thiên tai, tổng diện tích canh tác bị ảnh hưởng là 635.000 ha, ảnh hưởng đến nguồn nước sinh 1 Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Nam Trung Bộ 2 Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Nam Bộ Email: dungdubao@gmail.com TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 09 - 2018 Ngày đăng bài: 25/09/2018 hoạt của 390.000 hộ gia đình, tổng cộng thiệt hại lên tới hơn 7.900 tỷ đồng. Do vậy vấn đề nghiên cứu dự báo xâm nhập mặn đã được đặt ra và được triển khai thực hiện từ nhiều năm nay [4,5,6]. Một trong những phương pháp dự báo xâm nhập mặn được áp dụng phổ biến hiện nay là mô phỏng quá trình bằng các mô hình toán. Đã có nhiều nghiên cứu triển khai ứng dụng mô hình toán trong dự báo xâm nhập mặn vùng ĐBSCL, điển hình như: - Dự án nghiên cứu và dự báo xâm nhập mặn vùng hạ lưu sông Mê Công do Ủy ban sông Mê Công thực hiện từ năm 1981-1995 đã phát triển phần mềm MEKSAL dự báo xâm nhập mặn cho 33 điểm thuộc vùng ĐBSCL, tuy nhiên do không được nâng cấp nên hiện nay phần mềm MEKSAL không còn được ứng dụng trong nghiệp vụ dự báo XMN. - Viện KHTL Miền Nam từ năm 2007 đến nay thực hiện dự báo nguồn nước và độ mặn nền trên các sông chính trong mùa khô (từ tháng 1-6 hằng năm) vùng ven biển ĐBSCL sử dụng phần mềm HydroGis và MIKE11. Dự báo này nhằm giúp cho địa phương chủ động đưa ra giải pháp BÀI BÁO KHOA HỌC cấp bách phòng tránh ảnh hưởng của mặn đến sản xuất và đời sống của người dân. Tuy nhiên độ mặn dự báo theo tháng, trên các nhánh sống chính, kết quả cung cấp cho địa phương ở dạng văn bản, không khai thác được kết quả tính toán của mô hình chi tiết cho các địa phương Như vậy với nhu cầu chia sẻ kết quả dự báo xâm nhập mặn chi tiết cho các địa phương, yêu cầu về thời gian kết xuất kết quả dự báo xâm nhập mặn, cùng với yêu cầu tính toán cấp độ rủi ro thiên tai do xâm nhập mặn cho các điạ phương theo thông tư 44 năm 2014 của Thủ tướng chính phủ, cần có các công cụ hỗ trợ khai thác hiệu quả kết quả mô hình dự báo XNM để đáp ứng các nhu cầu nêu trên. Bài viết này trình bày nghiên cứu đề xuất xây dựng công cụ trợ giúp khai thác kết quả tính toán xâm nhập mặn của mô hình MIKE 11 AD với các yêu cầu cần đạt được như sau: - Truy xuất được toàn bộ cấu trúc tập tin kết quả mô hình MIKE11: .Res11 và .Res1d. - Quản lý toàn bộ số liệu tính toán cho các nhánh sông, đoạn sông, mặt cắt. - Đáp ứng các yêu cầu khai thác kết quả tính toán xâm nhập mặn của người dùng. - Mô hình MIKE11 AD được thực thi tại phòng dự báo đài KTTV Nam Bộ (với nhân lực và cơ sở hạ tầng phù hợp để vận hành hiệu quả mô hình MIKE11). - Chuyển giao kết quả tính toán của mô hình MIKE11 AD ở dạng tương thích, cùng với các công cụ phần mềm khai thác mà không cài đặt mô hình MIKE cho các Đài KTTV tỉnh. 2. Phương pháp nghiên cứu 2.1. Nghiên cứu các công cụ thư viện MIKE SDK MIKE SDK là một bộ phát triển phần mềm cho phép dễ dàng viết mã truy cập và tạo ra các tệp trong các định dạng dữ liệu chính củ ...