Hạn hán và xâm nhập mặn ở Đồng bằng sông Cửu Long: Nhìn từ giải pháp và tiêu chuẩn quốc tế

Nước biển dâng, xâm nhập mặn và những đợt hạn mùa khô ngày càng khốc liệt không còn là mối đe dọa xa xôi đối với Đồng bằng sông Cửu Long. Chúng đang trực tiếp làm thay đổi cách người dân quản lý nguồn nước, sản xuất lương thực và tính toán cho tương lai. Trong bối cảnh đồng bằng tiếp tục sụt lún, bờ biển bị xói lở và dòng nước ngọt ngày càng khó lường, một thách thức vốn được xem là mang tính mùa vụ đang trở thành bài toán sống còn đối với tương lai lâu dài của cả vùng châu thổ.

Qua nhiều thế hệ, người dân Đồng bằng sông Cửu Long đã học cách sống cùng con nước, với sự trù phú và cả những rủi ro mà nó mang lại. Tri thức bản địa ấy vẫn không thể thay thế. Tuy nhiên, tốc độ và cường độ biến đổi môi trường hiện nay đang đẩy kinh nghiệm, hạ tầng và chính sách được xây dựng trong những điều kiện trước đây chạm giới hạn. Nếu không có những ứng phó kịp thời, phối hợp đồng bộ và đủ quyết liệt, hậu quả sẽ không dừng ở từng ruộng đồng hay từng địa phương, mà lan tới sinh kế, sản xuất lương thực, hệ sinh thái và an ninh nguồn nước của toàn vùng.

Sống thuận thiên không có nghĩa là chỉ chờ điều kiện thay đổi rồi ứng phó sau khi thiệt hại đã xảy ra. Điều đó còn đòi hỏi quan trắc kỹ hơn, nhận diện rủi ro sớm hơn và chuẩn bị trước khi khủng hoảng xảy ra. Trên thế giới, những tiến bộ về viễn thám, mô hình môi trường, cảm biến thực địa, trí tuệ nhân tạo, hạ tầng có khả năng chống chịu và nông nghiệp thông minh với khí hậu đang giúp chính quyền và cộng đồng đưa ra quyết định có cơ sở hơn. Tuy vậy, kinh nghiệm quốc tế không thể chỉ sao chép nguyên xi. Mọi giải pháp đều phải được điều chỉnh cho phù hợp với các điều kiện tự nhiên, kinh tế, thể chế, hệ thống canh tác và đời sống thường ngày của người dân Đồng bằng sông Cửu Long.

Thông qua 3 cuộc phỏng vấn, loạt bài quy tụ các nhà khoa học và chuyên gia đang làm việc tại Australia và Việt Nam để bàn về cách đưa tinh thần thích ứng ấy vào thực tiễn. Các chuyên gia phân tích khả năng sử dụng dự báo chất lượng nước và quan sát vệ tinh để cảnh báo sớm; vai trò của công nghệ số, cảm biến và trí tuệ nhân tạo trong ứng phó với ngập lụt, xâm nhập mặn và nước biển dâng; đồng thời xem xét cách các giải pháp trữ nước, nông nghiệp, hạ tầng và tiêu chuẩn quốc tế có thể giúp cộng đồng nâng cao sức chống chịu trong dài hạn.

Thách thức không phải là loại bỏ hoàn toàn hạn hán hay xâm nhập mặn, những hiện tượng từ lâu đã tác động đến vùng đồng bằng, mà là không để mức độ và phạm vi ngày càng gia tăng của chúng trở thành mối đe dọa vượt ngoài khả năng kiểm soát. Với gần 20 triệu người, việc tìm kiếm các giải pháp bền vững không chỉ là câu chuyện về công nghệ. Đó còn là bảo vệ sinh kế, duy trì các lựa chọn và tạo đủ tri thức, thời gian cùng năng lực để cộng đồng tự định hình tương lai. Hy vọng rằng với khoa học, sự chuẩn bị và những giải pháp thích ứng bám sát điều kiện địa phương, người dân Đồng bằng sông Cửu Long có thể dự báo hạn hán và xâm nhập mặn tốt hơn, giảm thiểu tác động và chủ động thích ứng trước khi các hiện tượng này trở thành khủng hoảng.

Xây dựng hệ thống cảnh báo mặn sớm cho Đồng bằng sông Cửu Long

Tác giả: Tuấn Anh (Nông Thôn Việt) và Maigan Thompson (CSIRO).

Khi những sức ép này ngày càng ảnh hưởng rõ rệt đến cộng đồng và sản xuất nông nghiệp, các hệ thống tích hợp quan trắc thực địa, viễn thám, mô hình môi trường, công nghệ số và trí tuệ nhân tạo đang được xem xét như một phần của giải pháp. Giá trị của chúng không chỉ nằm ở mức độ hiện đại về kỹ thuật, mà còn phụ thuộc vào khả năng cung cấp thông tin kịp thời, đáng tin cậy và dễ hiểu cho những người phải quyết định bước đi tiếp theo.

Những quyết định ấy được đưa ra tại một trong những vùng đồng bằng rộng lớn và có năng suất cao nhất thế giới. Với diện tích khoảng bốn triệu héc-ta, Đồng bằng sông Cửu Long là nơi tập trung các hệ thống nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản quy mô lớn và hàng triệu người có sinh kế phụ thuộc vào sự vận động cũng như khả năng cung cấp của nguồn nước. Phần lớn khu vực có địa hình rất thấp, phổ biến chỉ khoảng một mét so với mực nước biển; khoảng 94% diện tích nằm dưới cao trình hai mét. Đặc điểm này khiến đồng bằng đặc biệt dễ tổn thương trước ngập lụt, biến đổi bờ biển và sự xâm nhập của nước mặn vào sông ngòi, kênh rạch, đất đai và các nguồn cấp nước ngọt.

Biến đổi khí hậu và nước biển dâng đang làm các sức ép này nghiêm trọng hơn, nhưng đó không phải là những tác nhân duy nhất. Sụt lún đất, xói lở bờ sông và bờ biển, biến động lượng mưa cùng sự suy giảm dòng chảy mùa khô tương tác với nhau trên toàn đồng bằng. Việc phụ thuộc vào nguồn nước chung của thượng nguồn sông Mekong càng làm bài toán thêm phức tạp, đặc biệt từ tháng 12 đến tháng 4, khi dòng nước ngọt suy giảm trong khi nhu cầu sử dụng nước vẫn ở mức cao.

Khó khăn không chỉ nằm ở việc rủi ro đang gia tăng, mà còn ở chỗ thông tin cần cho ứng phó thường bị phân tán giữa nhiều địa điểm, công nghệ và các cơ quan quản lý. Một trạm quan trắc có thể đo rất chính xác tại một vị trí, nhưng không thể phản ánh điều kiện trên toàn bộ mạng lưới sông và kênh rạch. Vệ tinh có thể quan sát diện rộng và lặp lại thường xuyên, nhưng không đo được mọi biến số cần thiết, đồng thời có thể bị hạn chế bởi mây che phủ. Mô hình có thể ước tính làn ranh mặn sẽ dịch chuyển tới đâu, song chỉ đáng tin cậy khi được hỗ trợ bằng quan trắc tốt, hiểu biết khoa học vững chắc và thông tin về cách hệ thống nước đang được vận hành.

Cơ hội vì thế không nằm ở một công nghệ đơn lẻ, mà ở khả năng kết nối nhiều nguồn tri thức. Cảm biến đặt trong nước có thể đo độ mặn, mực nước và các điều kiện tại chỗ. Vệ tinh giúp nhận diện các xu thế trên diện rộng như ngập lụt, vận chuyển trầm tích, căng thẳng của thảm thực vật và biến đổi bờ biển. Mô hình môi trường có thể mô phỏng sự chuyển động của nước và muối trong hệ thống, còn trí tuệ nhân tạo hỗ trợ phân tích khối dữ liệu lớn, phát hiện những dấu hiệu mới xuất hiện và cập nhật dự báo khi có thêm quan trắc.

Từ quan trắc đến cảnh báo sớm

TS Nguyễn Duy Duy là nhà khoa học về mô hình môi trường và động lực học chất lưu tại CSIRO, Cơ quan Khoa học Quốc gia của Australia. Thông qua chương trình AquaWatch Australia và các nghiên cứu về an ninh nguồn nước của CSIRO, ông tham gia phát triển một năng lực tích hợp từ mặt đất tới không gian, kết nối cảm biến thực địa, quan sát vệ tinh, hệ thống dữ liệu và mô hình dự báo. AquaWatch đang được phát triển hướng tới một hệ thống quan trắc và dự báo chất lượng nước quy mô quốc gia, nhằm cung cấp thông tin kịp thời và hỗ trợ các quyết định quản lý nước hiệu quả hơn.

Ảnh: Lắp đặt cảm biến HydraSpectra của CSIRO tại một hồ đô thị. Cảm biến quang học triển khai ngoài thực địa đo phổ ánh sáng phản xạ từ mặt nước và là một phần trong hệ thống AquaWatch nhằm phát hiện, dự báo những thay đổi về chất lượng nước.

Tại Australia, AquaWatch đang được thử nghiệm và hoàn thiện cho nhiều bài toán quản lý nước khác nhau.

Ở Vịnh Spencer, bang Nam Australia, AquaWatch được triển khai trong một dự án thí điểm hỗ trợ ngành nuôi trồng thủy sản có giá trị khoảng 238 triệu AUD mỗi năm. Dự án tìm hiểu cách cảm biến thực địa, quan sát vệ tinh và dự báo có thể cung cấp sớm hơn cho người vận hành những thông tin về sự thay đổi của điều kiện nước.

Tại hồ chứa Grahamstown ở bang New South Wales, hệ thống được sử dụng để nâng cao năng lực theo dõi chất lượng nước và sự phát triển của tảo trong một hồ cấp nước sinh hoạt quan trọng. Ở bang Queensland, AquaWatch nghiên cứu cách sông Fitzroy vận chuyển trầm tích lơ lửng, các chất hòa tan và vật chất hữu cơ ra vịnh Keppel, khu vực kết nối với phần phía nam của Rạn san hô Great Barrier.

AquaWatch cũng phối hợp với các nhà khoa học khác của CSIRO và Viện Nghiên cứu và Phát triển Nam Australia (SARDI) để tăng cường năng lực quan trắc, dự báo hiện tượng tảo nở hoa có hại tại vùng biển Nam Australia. Sự hợp tác này kết hợp công nghệ quan sát vệ tinh và tại chỗ của AquaWatch với chuyên môn rộng hơn về quan trắc đại dương, dự báo và sinh thái học của hiện tượng tảo nở hoa có hại.

Janet Anstee, Giám đốc chương trình AquaWatch Australia và là nhà khoa học viễn thám thủy vực chuyên về mô hình quang sinh học, cho biết hệ thống tập hợp nhiều góc nhìn khác nhau về cùng một thủy vực. Các cảm biến thực địa có độ chính xác cao cung cấp số liệu thường xuyên tại những vị trí cụ thể, trong khi vệ tinh quan sát Trái Đất cho thấy các dạng phân bố trên không gian rộng lớn hơn nhiều.

Những quan trắc này được tập hợp trong hạ tầng dữ liệu của AquaWatch. Tại đây, các công cụ phân tích dữ liệu, mô hình môi trường và trí tuệ nhân tạo do các nhà khoa học CSIRO phát triển được sử dụng để diễn giải điều kiện hiện tại và đưa ra dự báo trước vài ngày.

Theo TS Nguyễn Duy Duy, thông tin chất lượng nước kịp thời có thể hỗ trợ những quyết định khác nhau tùy theo mô hình nuôi trồng thủy sản. Khi điều kiện bắt đầu xấu đi, người vận hành có thể tăng cường giám sát, điều chỉnh chế độ cho ăn, quản lý việc lấy hoặc thay nước và triển khai các biện pháp bảo vệ khác. Với nuôi trồng hải sản, cảnh báo sớm có thể tạo thêm thời gian để di chuyển lồng nuôi hoặc vật nuôi nếu điều kiện vận hành cho phép; còn trong hệ thống ao nuôi, thông tin này có thể hỗ trợ quyết định về lấy nước, xử lý hoặc thay nước.

“Điều kiện nhiệt độ ấm, lặng gió và giàu dinh dưỡng, đặc biệt khi sự trao đổi nước bị hạn chế, có thể thúc đẩy tảo phát triển nhanh,” TS Nguyễn Duy Duy cho biết. “Câu hỏi quan trọng là điều gì xảy ra trước khi tảo nở hoa có thể quan sát được. Nếu nhận diện được những điều kiện môi trường xuất hiện trước đó, người vận hành sẽ có thêm thời gian để tăng cường theo dõi và chuẩn bị ứng phó.”

Các nhà khoa học AquaWatch đang phối hợp với đối tác nghiên cứu và ngành sản xuất để tìm hiểu cách kết hợp lấy mẫu thực địa, phép đo quang học, quan sát vệ tinh và mô hình môi trường nhằm nâng cao năng lực cảnh báo sớm. Không phải mọi đợt tảo nở hoa đều có độc, và các yếu tố kiểm soát sự phát triển của tảo khác nhau giữa từng loài và từng địa điểm. Vì vậy, mục tiêu là phát hiện rủi ro đang hình thành và định hướng điều tra sâu hơn, thay vì coi mọi sự gia tăng của tảo đều là một sự kiện có hại đã được xác nhận.

Màu nước chứa nhiều thông tin giá trị, nhưng việc phân tích không dựa vào một sắc xanh đơn lẻ. Các thiết bị đa phổ và siêu phổ đo cách mặt nước phản xạ ánh sáng ở nhiều bước sóng. Từ những dấu hiệu phổ này, thuật toán có thể ước tính các chỉ tiêu như diệp lục và trầm tích lơ lửng, đồng thời phát hiện những thay đổi có thể liên quan đến sự gia tăng sinh khối tảo.

“Thay vì chỉ quan sát màu sắc, chúng tôi phân tích phổ ánh sáng phản xạ từ mặt nước,” TS Nguyễn Duy Duy giải thích. “Sự thay đổi của các sắc tố quang hợp có thể cho thấy sinh khối tảo đang tăng hoặc điều kiện đang phát triển theo hướng thuận lợi cho tảo nở hoa. Quan sát vệ tinh giúp xác định phạm vi lan rộng của thay đổi đó. Tuy nhiên, đo đạc thực địa và phân tích trong phòng thí nghiệm vẫn rất quan trọng để xác nhận những sinh vật nào đang hiện diện và liệu chúng có gây rủi ro cho sức khỏe hay hệ sinh thái hay không.”

Những đợt tảo nở hoa với mật độ cao cũng có thể làm suy giảm oxy trong nước. Tảo hô hấp; khi một lượng lớn sinh khối tảo chết đi, quá trình phân hủy của vi sinh vật sẽ tiêu thụ oxy hòa tan, gây căng thẳng cho cá và các sinh vật thủy sinh khác.

Cảnh báo sớm có thể thúc đẩy việc lấy mẫu có mục tiêu và đánh giá sâu hơn trước khi nguồn nước được sử dụng cho sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp hoặc nuôi trồng thủy sản. Tùy theo từng hệ thống và bản chất của rủi ro, người vận hành có thể điều chỉnh điểm lấy nước, tăng cường xử lý, thay đổi chế độ cho ăn hoặc triển khai các biện pháp bảo vệ khác.

Ảnh: Một ví dụ về hệ thống cảm biến chất lượng nước triển khai tại chỗ.

Cách tiếp cận quan trắc tương tự cũng có thể được sử dụng để theo dõi vật chất vận chuyển từ sông ra cửa sông và vùng biển ven bờ. Chẳng hạn, tại vịnh Keppel, AquaWatch đang thử nghiệm cách kết hợp cảm biến thực địa và ảnh vệ tinh để theo dõi trầm tích lơ lửng cùng carbon hữu cơ hòa tan do sông Fitzroy đưa ra biển.

Trên ảnh vệ tinh, nơi có nồng độ trầm tích lơ lửng cao thường hiện lên thành những dải nước đục màu nâu kéo dài từ cửa sông. Trầm tích là một phần tự nhiên của hệ thống sông và ven biển, nhưng tải lượng quá lớn có thể làm giảm ánh sáng xuyên xuống nước, ảnh hưởng đến cỏ biển và các sinh cảnh biển khác, đồng thời làm thay đổi các quá trình sinh thái ven bờ.

“Theo dõi sự di chuyển của trầm tích có thể giúp xác định khu vực xói lở và bồi tụ, định hướng khảo sát thực địa cũng như hỗ trợ quy hoạch quản lý lưu vực, bờ sông và vùng ven biển,” TS Nguyễn Duy Duy cho biết. “Thông tin này còn giúp nhà quản lý đánh giá liệu các biện pháp quản lý đất và nước có thực sự cải thiện chất lượng nước ở hạ lưu hay không.”

“AquaWatch được thiết kế để kết hợp quan sát vệ tinh với đo đạc thực địa, qua đó xây dựng một bức tranh chất lượng nước nhất quán hơn ở quy mô lục địa,” bà Anstee nói.

Ảnh: Công nghệ AquaWatch đang được triển khai tại Australia. Nguồn ảnh: CSIRO AquaWatch.

Công nghệ của Australia cho thấy một kiến trúc có thể điều chỉnh để áp dụng tại Đồng bằng sông Cửu Long: cảm biến địa phương cung cấp phép đo thường xuyên, vệ tinh quan sát trên diện rộng, mô hình môi trường phục vụ dự báo và các công cụ hỗ trợ quyết định được thiết kế theo nhu cầu của nông dân, đơn vị cấp nước và cơ quan công quyền.

Tại Đồng bằng sông Cửu Long, độ mặn trong sông, kênh rạch và hệ thống nuôi trồng thủy sản trước hết sẽ được đo bằng cảm biến độ dẫn điện hoặc cảm biến độ mặn đặt trong nước. Những quan trắc này có thể kết hợp với dữ liệu về lưu lượng sông, thủy triều, lượng mưa, mực nước và hoạt động vận hành công trình trong các mô hình thủy động lực học để dự báo ranh mặn sẽ dịch chuyển tới đâu và tình trạng độ mặn cao có thể kéo dài bao lâu.

Ảnh vệ tinh có thể bổ sung thông tin về ngập lụt, dòng nước từ sông ra biển, trầm tích, tình trạng căng thẳng của thảm thực vật, tình trạng sử dụng đất và biến đổi bờ biển trên toàn vùng đồng bằng. Trí tuệ nhân tạo hỗ trợ phân tích khối dữ liệu lớn, nhận diện quy luật hoặc cập nhật dự báo khi có quan trắc mới. Sức mạnh của hệ thống nằm ở việc kết hợp các nguồn thông tin này, thay vì kỳ vọng một thiết bị duy nhất có thể quan sát toàn bộ vấn đề.

Dự báo sự dịch chuyển của ranh mặn có thể giúp nông dân và người nuôi trồng thủy sản quyết định thời điểm lấy nước vào ruộng hoặc ao, khi nào cần đóng cửa lấy nước và lúc nào phải sử dụng nước ngọt dự trữ hay nguồn thay thế. Cùng nguồn thông tin đó, các địa phương có thể xây dựng bản đồ và cảnh báo phù hợp, cho biết xâm nhập mặn dự kiến diễn biến ra sao trong những giờ hoặc những ngày tiếp theo.

Chính quyền địa phương và các đơn vị cấp nước có thể sử dụng dự báo để quản lý điểm lấy nước, nguồn nước ngọt dự trữ, việc pha trộn và phân phối nước, hoặc vận hành hệ thống khử mặn và các nguồn thay thế nếu có. Thông tin sớm hơn có thể giúp ngăn nước có độ mặn cao đi vào một số phần của hệ thống cấp nước, đồng thời hỗ trợ phát cảnh báo kịp thời hơn tới cộng đồng.

Theo bà Anstee, AquaWatch được thiết kế như một hệ thống có thể mở rộng quy mô. Mỗi điểm thí điểm được dùng để kiểm tra hiệu quả công nghệ trong một môi trường cụ thể, trong khi mục tiêu rộng hơn là kết nối quan trắc giữa các vùng, tiến tới hỗ trợ thông tin, quy hoạch và dự báo chất lượng nước ở quy mô quốc gia.

AquaWatch hiện hỗ trợ phát triển một hệ thống quan trắc và dự báo chất lượng nước cho nuôi trồng thủy sản tại Hải Phòng, Việt Nam. Những năng lực tương tự cũng đã được phát triển thông qua các dự án tại Malaysia, Indonesia và Thái Lan.

“Chúng tôi tự hào đã phát triển HydraSpectra, một cảm biến siêu phổ chi phí thấp có thể sử dụng tại những nơi có nguồn lực kinh tế hạn chế,” bà Anstee cho biết. “Công nghệ này có thể giúp các quốc gia và cộng đồng còn hạn chế về nguồn lực tiếp cận dễ dàng hơn với những phương pháp quan trắc môi trường tiên tiến.”

Ảnh: HydraSpectra của CSIRO, cảm biến quang học siêu phổ chi phí thấp được triển khai ngoài thực địa để thu nhận phổ phản xạ phía trên mặt nước.

Giải pháp IoT-AI cho sạt lở và nước biển dâng

Tác giả: Tuấn Anh (Nông Thôn Việt).

GS Đào Việt Dũng, Giám đốc Chương trình Kỹ thuật Cơ điện tử tại Đại học Griffith, Australia, đề xuất một hướng tiếp cận công nghệ khác nhằm ứng phó với nước biển dâng và các rủi ro liên quan tại Đồng bằng sông Cửu Long.

Ảnh: GS Đào Việt Dũng trao đổi với giảng viên và sinh viên ngành cơ điện tử tại Đại học Bách khoa Hà Nội.

Hướng tiếp cận này dựa trên mạng cảm biến IoT-AI, tương tự các hệ thống đã được lắp đặt tại khu vực sông ngòi và ven biển ở Australia, trong đó có một số nơi tại bang Queensland, để theo dõi ngập lụt, sạt lở và tình trạng công trình hạ tầng. Mạng lưới cũng có thể sử dụng cảm biến để giám sát chuyển động của nền đất hoặc những thay đổi của công trình tại các vị trí dễ xảy ra mất ổn định mái dốc hay xói lở.

Trung tâm của hệ thống được đề xuất là khái niệm bản sao số: một phiên bản ảo của môi trường hoặc công trình thực, liên tục được cập nhật bằng các quan trắc từ thế giới thực. Trí tuệ nhân tạo sau đó có thể kết hợp với mô hình môi trường và mô hình kỹ thuật để phân tích dữ liệu, nhận diện quy luật và xem xét điều kiện có thể thay đổi như thế nào.

Trong thực tế, hệ thống sẽ kết hợp thông tin từ vệ tinh, gồm quan trắc mực nước biển, sóng, gió và điều kiện ven bờ, với dữ liệu thu được từ các trạm cảm biến mặt đất và thiết bị bay không người lái. Các quan trắc có thể bao gồm nhiệt độ nước, độ mặn, điều kiện gió, mực nước và những biến số môi trường khác.

Thông tin được truyền gần như theo thời gian thực về một nền tảng xử lý trung tâm. Các công cụ trí tuệ nhân tạo và mô hình hóa sau đó có thể phân tích dữ liệu tổng hợp, phát hiện dấu hiệu mới xuất hiện, tạo dự báo và hỗ trợ cơ quan chức năng phát đi những cảnh báo phù hợp.

“Chúng tôi đề xuất hai nhóm công nghệ chính cho mạng cảm biến IoT tại Đồng bằng sông Cửu Long,” GS Đào Việt Dũng cho biết. “Nhóm thứ nhất là truyền thông không dây, sử dụng các giao thức như NB-IoT và LoRaWAN. Nhóm thứ hai là công nghệ cảm biến dựa trên hệ vi cơ điện tử, hay MEMS.”

Ông nhấn mạnh rằng đề xuất này hướng tới một giải pháp ứng dụng trong thực tế, chứ không chỉ là một ý tưởng nghiên cứu mang tính thử nghiệm.

“Cả hai nhóm công nghệ đều đã có mặt tại Việt Nam,” ông nói. “Đặc biệt, công nghệ MEMS đã và đang được phát triển tại Khu Công nghệ cao Thành phố Hồ Chí Minh.”

Theo GS Đào Việt Dũng, AI có thể cung cấp sự hỗ trợ nhanh chóng và thiết thực trong quản lý tác động của nước biển dâng cùng các hiểm họa môi trường liên quan.

Chẳng hạn, dữ liệu từ cảm biến độ mặn, trạm đo mực nước và các hệ thống quan trắc khác có thể được phân tích để dự báo xâm nhập mặn sẽ xảy ra ở đâu và vào thời điểm nào. Các mô hình số sau đó mô phỏng sự di chuyển của nước mặn qua sông, kênh rạch và hỗ trợ lập kế hoạch phòng ngừa.

Theo GS Đào Việt Dũng, cách tiếp cận tương tự còn có thể đánh giá nước biển dâng sẽ tác động thế nào đến đất nông nghiệp và hạ tầng thiết yếu. Hệ thống có thể giúp cơ quan quản lý tối ưu hóa tuyến vận chuyển và hệ thống lưu trữ, phát hiện sớm dấu hiệu hư hỏng của thiết bị kỹ thuật, đồng thời ước tính thời điểm cần bảo trì.

Mô hình có sự hỗ trợ của AI cũng có thể góp phần đánh giá thiết kế và vị trí của các công trình bảo vệ như đê, kè và rào chắn. Những công cụ này nhằm hỗ trợ, chứ không thay thế, các đánh giá chi tiết về kỹ thuật, môi trường và kinh tế cần thiết cho quá trình phát triển hạ tầng.

“Mô hình cũng có thể được dùng để xem xét nước biển dâng ảnh hưởng ra sao tới hệ thống thoát nước và cấp nước. Về lâu dài, thông tin này có thể giúp các đơn vị quản lý nước điều chỉnh hoạt động thoát và cấp nước dựa trên dự báo có trước vài giờ,” GS Đào Việt Dũng nói.

“Các công nghệ tương tự cũng đã được thử nghiệm tại Thành phố Hồ Chí Minh. Năm 2023, hơn 50 trạm cảm biến theo dõi ngập đã được lắp đặt tại thành phố Thủ Đức và huyện Nhà Bè trong một sáng kiến do Chính phủ Australia tài trợ, Sở Khoa học và Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh triển khai,” GS Đào Việt Dũng cho biết.

Thông qua hệ thống này, người dân có thể nhận cảnh báo ngập theo thời gian thực trên ứng dụng di động, qua đó nâng cao an toàn cộng đồng và cung cấp thông tin kịp thời hơn cho cơ quan chức năng cũng như người dân.

Tại Việt Nam, nhiều công nghệ và chương trình nghiên cứu liên quan cũng đang được triển khai hoặc xem xét.

Trong số đó có các giải pháp bảo vệ đô thị như Cần Thơ trước ngập và xâm nhập mặn; xây dựng công trình chống ngập do triều, gồm đê bao khép kín và trạm bơm; đồng thời đưa rủi ro ngập vào quy hoạch đô thị và giao thông.

Những hướng tiếp cận khác gồm điều chỉnh công nghệ thu gom nước mưa của Hà Lan để cung cấp nước uống và nước sinh hoạt; phát triển phương pháp xử lý nước ô nhiễm hoặc nhiễm mặn; và lắp đặt hệ thống cảm biến tự động theo dõi chất lượng nước trong ao nuôi thủy sản. Một số hệ thống loại này đã được đưa vào sử dụng tại các cơ sở ở Cà Mau và những tỉnh khác thuộc Đồng bằng sông Cửu Long.

“Không một công nghệ đơn lẻ nào có thể loại bỏ các rủi ro do biến đổi khí hậu, sụt lún, nước biển dâng và xâm nhập mặn gây ra tại Đồng bằng sông Cửu Long. Tuy nhiên, bằng cách kết hợp quan sát vệ tinh, cảm biến thực địa, bản sao số, mô hình môi trường và trí tuệ nhân tạo, cơ quan quản lý có thể nhận diện rủi ro sớm hơn, ứng phó hiệu quả hơn và đưa ra những quyết định có cơ sở hơn cho tương lai nguồn nước của cả vùng,” TS Nguyễn Duy Duy nhận định.

Ảnh: Xói lở bờ sông và bờ biển ngày càng nghiêm trọng tại Đồng bằng sông Cửu Long. Nguồn ảnh: Nông Thôn Việt.

Góc nhìn của các chuyên gia Việt Nam tại Australia

Tác giả: Anh Khôi (Nông Thôn Việt).

Các nhà khoa học và chuyên gia Việt Nam tại những trường đại học, tổ chức nghiên cứu hàng đầu ở Australia đang cùng tìm kiếm các giải pháp thiết thực nhằm ứng phó với nước biển dâng, hạn hán và xâm nhập mặn tại Đồng bằng sông Cửu Long. Các hoạt động được điều phối thông qua Hội Trí thức và Chuyên gia Việt Nam tại Queensland (AVESQ) và Hội Trí thức và Chuyên gia Việt Nam tại Australia (VASEA), với sự tham gia của cơ quan quản lý tiêu chuẩn, đo lường và chất lượng của Việt Nam, các cơ quan địa phương ở Đồng bằng sông Cửu Long cùng nhiều chuyên gia trong nước.

Dù hoạt động trong những lĩnh vực khác nhau, các chuyên gia cùng chia sẻ một mối quan tâm sâu sắc đối với tương lai của quê hương.

TS Phạm Thu Hiền, chuyên viên nghiên cứu cao cấp tại CSIRO, Cơ quan Khoa học Quốc gia Australia, là người khởi xướng một sáng kiến nghiên cứu khoa học và công nghệ tại Australia tập trung vào hạn hán và xâm nhập mặn ở Đồng bằng sông Cửu Long.

Ảnh: TS Phạm Thu Hiền, CSIRO, chia sẻ về những thách thức của ngành tôm Việt Nam, từ các vấn đề môi trường và thị trường, yêu cầu kỹ thuật và trách nhiệm xã hội của nước nhập khẩu đến những giải pháp đổi mới có thể áp dụng tại Việt Nam. Nguồn ảnh: Đại sứ quán Australia tại Việt Nam.

“Mọi việc bắt đầu từ chuyến công tác tới Cà Mau, Cần Thơ và Sóc Trăng trong khuôn khổ quan hệ đối tác Aus4Innovation giữa Australia và Việt Nam,” TS Phạm Thu Hiền cho biết.

“Sau khi làm việc với các cơ quan trung ương, địa phương và trực tiếp trao đổi với cộng đồng, tôi hiểu rõ hơn nhiều những thách thức mà Đồng bằng sông Cửu Long đang đối mặt do nước biển dâng và xâm nhập mặn. Đây cũng là những vấn đề được CSIRO đặc biệt quan tâm.”

Theo TS Phạm Thu Hiền, CSIRO đang hỗ trợ các nỗ lực giúp ngành tôm Đồng bằng sông Cửu Long phát triển bền vững hơn và thích ứng tốt hơn với biến đổi khí hậu. Mục tiêu rộng hơn là nâng cao năng lực của Việt Nam trong ứng phó với các sức ép khí hậu thông qua nghiên cứu ứng dụng.

Sau lời kêu gọi hợp tác của bà, hơn 30 chuyên gia Việt Nam đang làm việc tại các trường đại học trên khắp Australia đã thành lập bốn nhóm chuyên môn, tập trung vào quản lý nước, nông nghiệp, hạ tầng và các giải pháp dựa trên dữ liệu, công nghệ số.

GS Nghiêm Đức Long, Giám đốc Trung tâm Công nghệ Nước và Nước thải tại Đại học Công nghệ Sydney, cho biết Australia đã phát triển nhiều công nghệ tiết kiệm nước hiệu quả. Tuy nhiên, do khác biệt về hạ tầng và điều kiện kinh tế, không phải công nghệ nào cũng có thể chuyển giao trực tiếp sang Việt Nam.

Ảnh: GS Nghiêm Đức Long và nhóm nghiên cứu đón tiếp Hội đồng Đại học Công nghệ Sydney tại Trung tâm Công nghệ Nước và Nước thải.

Ông đề xuất một giải pháp trữ nước chi phí thấp cho hộ gia đình bằng bồn mềm làm từ polyurethane nhiệt dẻo, hay TPU, kết hợp với màng lọc gốm để góp phần duy trì nguồn nước ngọt tại Đồng bằng sông Cửu Long.

Trong lĩnh vực nông nghiệp, TS Hoàng Thị Mỹ Linh, Đại học Queensland, đề xuất tích hợp mục tiêu giảm phát thải khí nhà kính vào các mô hình thích ứng với hạn hán và xâm nhập mặn đang được áp dụng.

“Nhiều mô hình thích ứng đã được triển khai hiệu quả tại Đồng bằng sông Cửu Long, trong đó có mô hình lúa – tôm,” TS Linh nói.

“Tuy nhiên, bên cạnh việc thích ứng với độ mặn, chúng ta cần chủ động nghiên cứu, hoàn thiện và nhân rộng các mô hình sản xuất giúp giảm phát thải khí nhà kính hoặc tăng khả năng hấp thụ, lưu giữ carbon trong cây trồng, đồng thời tạo ra sản phẩm có giá trị kinh tế cao hơn và ít tác động đến môi trường hơn.”

Theo bà, một lựa chọn là đưa mục tiêu hấp thụ và lưu giữ carbon vào sản xuất nông nghiệp. Giải pháp có thể bao gồm lựa chọn giống lúa chịu mặn phù hợp với điều kiện môi trường đang thay đổi, kết hợp các phương thức tưới tiêu và canh tác nhằm giảm phát thải methane cùng các khí nhà kính khác.

Bà cũng đề xuất áp dụng hệ thống nuôi tôm không xả thải và sử dụng công nghệ sạch để chuyển trấu, rơm rạ thành vật liệu nano carbon phục vụ lọc và tái sử dụng nước trong mô hình lúa – tôm.

TS Linh cho rằng Việt Nam cần xây dựng tiêu chuẩn cho sản phẩm trung hòa carbon, tức những sản phẩm không tạo ra phát thải khí nhà kính ròng hoặc có lượng phát thải được cân bằng bằng việc loại bỏ carbon. Các tiêu chuẩn như vậy có thể nâng cao giá trị và sức cạnh tranh của nông sản Việt Nam trên thị trường quốc tế.

Sụt lún đất là một mối đe dọa nghiêm trọng khác đối với Đồng bằng sông Cửu Long. Hiện tượng này có thể làm mất đất ở và đất sản xuất, đồng thời khuếch đại tác động của ngập lụt, nước biển dâng và xâm nhập mặn.

Nhóm Kết cấu và Công trình, do GS Ngô Đức Tuấn điều phối – ông đồng thời là Trưởng chương trình nghiên cứu Chuyển đổi Công trình thuộc Trung tâm Nghiên cứu Hợp tác Building 4.0 tại Đại học Melbourne – đang nghiên cứu vật liệu và thiết kế kết cấu nhằm giảm thiểu tác động của thiên tai, trong đó có nền đất yếu do sụt lún và sự xuống cấp khi tiếp xúc với môi trường nhiễm mặn.

Ảnh: GS Ngô Đức Tuấn làm việc với các đối tác đại học, doanh nghiệp và chính phủ nhằm giúp công trình bền vững hơn, thi công nhanh hơn và giảm chi phí xây dựng. Nguồn ảnh: Đại học Melbourne.

GS Ngô Đức Tuấn mong muốn phát triển vật liệu xây dựng từ nguồn nguyên liệu sẵn có tại địa phương hoặc phế thải xây dựng tái chế. Các vật liệu này có thể được sử dụng cho công trình mới và gia cường hạ tầng hiện hữu trên toàn đồng bằng, đồng thời góp phần thúc đẩy một nền kinh tế xây dựng xanh và tuần hoàn hơn.

Ông lưu ý rằng nước biển dâng và xâm nhập mặn không phải vấn đề riêng của Việt Nam. Nhiều quốc gia đang đối mặt với những sức ép tương tự, vì vậy Việt Nam cần chủ động trao đổi tri thức với Australia và các nước khác để tìm ra giải pháp phù hợp với điều kiện kinh tế, xã hội và môi trường trong nước.

GS Đào Việt Dũng, Đại học Griffith, điều phối nhóm nghiên cứu các giải pháp dựa trên dữ liệu và công nghệ số.

Ảnh: Nhóm nghiên cứu của GS Đào Việt Dũng tại Đại học Griffith, tháng 12/2025.

Nhóm đang nghiên cứu cách kết hợp Internet vạn vật (IoT) với trí tuệ nhân tạo để nâng cao năng lực thu thập và phân tích dữ liệu thực tế. Nguồn dữ liệu này có thể hỗ trợ các nhóm chuyên môn khác, đồng thời giúp chính quyền địa phương tăng cường quan trắc và dự báo môi trường.

Trong nhiều năm, nhóm nghiên cứu của GS Đào Việt Dũng đã hợp tác với Thành phố Hồ Chí Minh phát triển các mạng cảm biến thu nhỏ không dây để theo dõi ngập đô thị theo thời gian thực.

Ông kỳ vọng kinh nghiệm từ việc xây dựng hệ thống cảnh báo ngập thông minh tại Thành phố Hồ Chí Minh có thể được mở rộng thành những công nghệ phù hợp với điều kiện môi trường đặc thù của Đồng bằng sông Cửu Long.

Các công trình của nhóm chuyên gia phản ánh một nguyên tắc rộng hơn: công nghệ đơn thuần sẽ không thể giải quyết mọi vấn đề của đồng bằng. Giải pháp hiệu quả phải kết hợp tri thức khoa học, kinh nghiệm địa phương, hạ tầng phù hợp, dữ liệu đáng tin cậy và những chính sách có thể triển khai trong thực tế.

Dù đang sinh sống và làm việc xa Việt Nam, nghiên cứu của các chuyên gia vẫn gắn chặt với quê hương. Động lực của họ không chỉ đến từ chuyên môn nghề nghiệp, mà còn từ mong muốn chung được đóng góp cho khả năng chống chịu lâu dài của Đồng bằng sông Cửu Long và cho những cộng đồng có tương lai phụ thuộc vào vùng đất này.

Ảnh: Túi trữ nước ngọt là một giải pháp thiết thực để thích ứng với hạn hán và xâm nhập mặn. Nguồn ảnh: Nông Thôn Việt.