Các nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam (Việt Nam) và Đại học Southampton (Vương quốc Anh) đã sử dụng mô hình toán kết nối các yếu tố hải văn vùng biển, dòng chảy trên sông và thủy văn trên lưu vực để tính toán tích hợp nhiều nguyên nhân ngập lụt cho khu vực ven biển ở vùng Đồng bằng sông Cửu Long.
Ngập lụt là một trong những loại thiên tai gây thiệt hại lớn nhất về người và tài sản. Từ năm 1980 đến nay, ngập lụt đã gây ra hơn 200.000 cả tử vong toàn cầu và thiệt hại kinh tế ít nhất 1 nghìn tỷ đô la. Hơn một nửa số ca tử vong và thiệt hại xảy ra ở các vùng đồng bằng ven biển thấp và đông dân cư – nơi kẹp giữa biển và những châu thổ lớn.
“Về căn bản, ngập lụt ở vùng ven biển được hình thành từ ba nguồn chính: một là thủy triều và nước dâng do bão ở hạ nguồn; hai là mưa và dòng chảy ở thượng nguồn, và ba là lượng nước mưa trên nội vùng”, PGS.TS. Nguyễn Nghĩa Hùng, Phó Viện trưởng Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam giải thích.
Cho đến nay, vì thiếu thông tin về sự tương quan giữa các yếu tố đó và những khó khăn trong việc thu thập, xử lý số liệu, phần lớn các đánh giá rủi ro ngập lụt ở đồng bằng vùng ven biển thường chỉ xem xét mỗi nguyên nhân gây ra một cách riêng rẽ. Tuy nhiên, rủi ro ngập lụt có thể tăng lên đáng kể nếu tất cả các nguồn gây lũ diễn ra đồng thời hoặc liên tiếp, tạo nên một sự kiện cực đoan gọi tắt là “ngập lụt tổng hợp”.
Để cải thiện độ chính xác của các dự báo ngập lụt vùng ven biển ở vùng ĐBSCL, từ năm 2019, quỹ Newton Fund đã tài trợ một đề tài nghiên cứu quốc tế do Đại học Southampton (Vương quốc Anh) và Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam (Việt Nam) thực hiện, với sự tham gia của Đại học Vrije Amsterdam (Hà Lan) và Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Nam Bộ (Việt Nam).
Tiến sĩ Ivan Haigh, Phó giáo sư hải dương học ở Đại học Southampton, một trong những nhà nghiên cứu chính của dự án, tin rằng các nghiên cứu trước đây ở Việt Nam đã đánh giá thấp nguy cơ kết hợp của các yếu tố gây ngập lụt ở đồng bằng ven biển, do vậy trên thực tế, rủi ro ngập lụt và những rủi ro liên quan có thể cao hơn đáng kể.
Các phương pháp tính toán mới trong nghiên cứu này lần đầu tiên cho phép đánh giá và dự báo khá đầy đủ tất cả các loại nguồn gây ngập lụt ở vùng ven biển Đồng bằng sông Cửu Long ở hiện tại và tương lai (dự báo đến năm 2100).
PGS.TS. Nguyễn Nghĩa Hùng nhấn mạnh, phương pháp mô hình toán tích hợp này sẽ mang lại lợi ích lâu dài cho cộng đồng. Thông qua tính toán kết hợp giữa các mô hình dòng chảy thủy văn trên lưu vực lớn, dòng chảy lũ trên sông kênh, mưa rào trên đồng bằng và nước biển dâng do bão, các nhà khoa học sẽ xác định được nguy cơ cộng hưởng của tất cả các nguồn gây ngập lụt tạo nên mức ngập nguy hiểm nhất cho đồng bằng, tác động trực tiếp đến các hạ tầng quan trọng, chẳng hạn như sân bay, bến bãi, cầu cảng, cao tốc Cần Thơ - Cà Mau hay thậm chí toàn bộ Quy hoạch vùng Đồng bằng sông Cửu Long vừa công bố.
Nhóm nghiên cứu của Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam và Đại học Southampton đã sử dụng dữ liệu của 423 cơn bão lịch sử ở Việt Nam (giai đoạn 1980-2017) để làm cơ sở tạo ra khoảng 98.637 cơn bão (trong vòng 10.000 năm) mô phỏng trên máy tính bằng mô hình bão nhiệt đới tổng hợp toàn cầu STORM. Những cơn bão này mang đặc điểm thống kê và mô hình hóa các dấu vết về đường đi, cường độ, thay đổi thời tiết và lượng mưa ven biển do bão.
Mục đích của việc xây dựng các cơn bão, hay các nhà nghiên cứu gọi là ”tập dữ liệu 10.000 năm hoạt động của bão nhiệt đới” sẽ cung cấp cái nhìn về khả năng xảy ra bão trong quá khứ, hiện tại và tương lai, đồng thời cho biết những tham số bão tương ứng với từng kịch bản bão sẽ xảy ra ở cấp độ nguy hiểm, trung bình và thấp.
Sau đó, các nhà nghiên cứu sử dụng dữ liệu bão này làm đầu vào của ba mô hình tiếp theo. Một mô hình thủy động lực toàn biển Đông - bao gồm khu vực rộng lớn từ Đài Loan, Philippines, Malaysia, Indonesia, Việt Nam - để xem xét tác động của nước biển dâng do bão. Một mô hình về mưa và dòng chảy trên toàn lưu vực sông Cửu Long để xem xét tác động ngập lụt của mưa ở thượng nguồn do bão. Và một mô hình toán một chiều cho hệ thống sông ngòi, kênh rạch chi tiết để xem xét tác động của bão tới nước mặt.
Khi các mô hình này được kết hợp và chạy cùng lúc, các mô phỏng sẽ nhận được phản hồi từ nhau và tái tạo được một diễn biến ngập lụt phức tạp, phản ánh được đầy đủ ba nguồn phát sinh ngập lụt chính ở đồng bằng ven biển. Những kết quả này sau đó sẽ được chuyển thành một bản đồ trực quan thể hiện rủi ro ngập lụt tại khu vực.
PGS.TS. Nguyễn Nghĩa Hùng và các đồng nghiệp của ông ở Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam đã phát triển những mô hình xem xét tác động ngập lụt của các nguồn đơn lẻ trong hơn 20 năm qua và liên tục cập nhật chúng. Trong khi đó, dữ liệu và mô hình tạo bão STORM của các nhà nghiên cứu tại Đại học Vrije Amsterdam và Đại học Southampton đã được các nhà bình duyệt quốc tế công nhận và giới thiệu trên tạp chí Scientific Data.
Do vậy, về tổng thể, mô hình tính toán ngập lụt tổng hợp của nhóm nghiên cứu hợp tác quốc tế này có độ tin cậy ở mức khá (85-90%), tức phản ánh tương đối tốt mức độ ảnh hưởng ngập lụt kép từ nhiều nguồn tại các tỉnh ven biển thuộc Đồng bằng sông Cửu Long.
Nghiên cứu này cũng bổ sung vào hệ thống các nghiên cứu đánh giá sự gia tăng của các hiện tượng khí hậu cực đoan do việc Trái đất ấm lên đã và đang ảnh hưởng đến các thuộc tính của bão, mưa và thiên tai. Các dữ liệu đo lượng mưa trung bình và cực đoan trên lục địa Đông Nam Á cho thấy lượng mưa, số ngày mưa lớn và số ngày mưa cực đoan của Việt Nam đã tăng hơn 50% trong hơn bốn thập kỷ qua và dường như có liên quan đến sự gia tăng bốc hơi do nóng lên mạnh mẽ trên biển Đông.
Mô hình bão cũng chỉ ra rằng trong 30 năm tới, khi các cơn bão nhiệt đới trở nên mạnh hơn và nhiều khả năng đi qua vùng biển Đông hơn thì những sự kiện nước dâng cực đoan sẽ hiện hữu nhiều hơn ở quanh vùng bờ biển Việt Nam, khuếch đại mối nguy ngập lụt trong khu vực.
PGS.TS. Nguyễn Nghĩa Hùng nhận xét, rủi ro ngập lụt ở các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long hiện nay đã ở mức cao và có xu hướng ngày càng tăng trong khi các hạ tầng chống chịu ngập lụt lại chưa thể bắt kịp. Do vậy, để góp phần đảm bảo sự phát triển bền vững của đồng bằng sông Cửu Long, các nhà nghiên cứu đã có kế hoạch chuyển giao bản đồ rủi ro ngập lụt tổng hợp của mình đến các tỉnh, địa phương.
Các nhà nghiên cứu cũng sẽ tổ chức các buổi đào tạo cho chuyên viên địa phương về cách sử dụng bản đồ để những người có trách nhiệm có thể dễ dàng so sánh, đánh giá mức độ rủi ro ngập lụt với các phương án đầu tư cơ sở hạ tầng, quản lý nhằm đưa ra quyết định tốt hơn.