Xây dựng mô hình dự báo, cảnh báo và quản lý ngập cho đô thị thông minh tại thành phố hồ chí minh

VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH SỞ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ PHÂN VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU CHƯƠNG TRÌNH KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CẤP THÀNH PHỐ BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ XÂY DỰNG MƠ HÌNH DỰ BÁO, CẢNH BÁO VÀ QUẢN LÝ NGẬP CHO ĐÔ THỊ THÔNG MINH TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cơ quan chủ trì nhiệm vụ: Phân viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu Chủ nhiệm nhiệm vụ: TS Phạm Thanh Long Thành phố Hồ Chí Minh – Năm 2021 ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH SỞ KHOA HỌC CƠNG NGHỆ VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU PHÂN VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU CHƯƠNG TRÌNH KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CẤP THÀNH PHỐ BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ XÂY DỰNG MƠ HÌNH DỰ BÁO, CẢNH BÁO VÀ QUẢN LÝ NGẬP CHO ĐÔ THỊ THƠNG MINH TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Chủ nhiệm nhiệm vụ: TS Phạm Thanh Long Cơ quan chủ trì nhiệm vụ: TS Nguyễn Văn Hồng Thành phố Hồ Chí Minh – Năm 2021 PHÂN VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU XÂY DỰNG MƠ HÌNH DỰ BÁO, CẢNH BÁO VÀ QUẢN LÝ NGẬP CHO ĐƠ THỊ THƠNG MINH TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc TP.HCM, ngày 01 tháng 10 năm 2021 BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KH&CN I THÔNG TIN CHUNG Tên nhiệm vụ: Xây dựng mơ hình dự báo, cảnh báo quản lý ngập cho đô thị thơng minh Thành phố Hồ Chí Minh Thuộc: Chương trình/lĩnh vực Khoa học tự nhiên Chủ nhiệm nhiệm vụ: Họ tên: PHẠM THANH LONG Ngày, tháng, năm sinh: 1981 Nam/ Nữ: Nam Học hàm, học vị: TS Chun ngành: Quản lí Tài ngun Mơi trường Chức danh khoa học: Điện thoại: Tổ chức: (024) 37 73 14 10 Chức vụ: Phân Viện Trưởng Mobile: 0905 779 777 Fax: E-mail: longpham.sihymete@gmail.com Tên tổ chức cơng tác: Phân viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu Địa tổ chức: 19 Nguyễn Thị Minh Khai – Q1 – TP Hồ Chí Minh Địa nhà riêng: B.907 Chung cư Sadora, 10 Mai Chí Thọ, Phường An Lợi Đơng, Quận 2, TP.HCM Tổ chức chủ trì nhiệm vụ: Tên tổ chức chủ trì nhiệm vụ: Phân viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu, Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu Điện thoại: (028)38 29 00 57-(028)38 24 38 15 Fax: (028)38 24 38 16 E-mail: khcn.sihymecc@gmail.com Website: http://sihymecc.vn Địa chỉ: 19 Nguyễn Thị Minh Khai, Phường Bến Nghé, Quận 1, TP.HCM Họ tên thủ trưởng tổ chức: TS Phạm Thanh Long Số tài khoản: 3713.0.1057866.00000 Kho bạc: Kho bạc Nhà nước Quận 1, TP Hồ Chí Minh Tên quan chủ quản đề tài: Sở Khoa học Cơng nghệ TP Hồ Chí Minh II TÌNH HÌNH THỰC HIỆN Thời gian thực nhiệm vụ: - Theo Hợp đồng ký kết: từ tháng 12 năm 2019 đến tháng 12 năm 2021 - Thực tế thực hiện: từ tháng 12 năm 2019 đến tháng 12 năm 2021 Kinh phí sử dụng kinh phí: a) Tổng số kinh phí thực hiện: 2.399 tr.đ, đó: + Kính phí hỗ trợ từ ngân sách khoa học: tr.đ + Kinh phí từ nguồn khác: tr.đ b) Tình hình cấp sử dụng kinh phí từ nguồn ngân sách khoa học: Thực tế đạt Theo kế hoạch Ghi Số TT (Số đề nghị Thời gian Kinh phí Thời gian Kinh phí (Tháng, năm) (Tr.đ) (Tháng, năm) (Tr.đ) Tháng 12/2019 1.195.000.000 Tháng 12/2019 1.195.000.000 toán) 960.000.000 c) Kết sử dụng kinh phí theo khoản chi: Đối với đề tài Đơn vị tính: Triệu đồng Số TT Nội dung khoản Thực tế đạt Theo kế hoạch Tổng NSKH Nguồn khác Tổng NSKH Nguồn khác chi Trả công lao động (khoa học, phổ thông) Nguyên, vật liệu, lượng Thiết bị, máy móc Xây dựng, sửa chữa nhỏ 1.150.668 850 Chi khác 44.331.150 Tổng cộng 1.195.000 000 1.150.668 850 1.150.668 850 1.150.668 850 44.331.1 50 44.331.150 44.331.1 50 1.195.000 000 1.150.668 850 44.331.15 1.150.668 850 44.331.15 Các văn hành trình thực đề tài/dự án: (Liệt kê định, văn quan quản lý từ cơng đoạn xét duyệt, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực có); văn tổ chức chủ trì nhiệm vụ (đơn, kiến nghị điều chỉnh có) Số TT Số, thời gian ban hành văn Tên văn 1010/QĐSKHCN18/10/2019 Quyết định việc thành lập Hội đồng tư vấn tuyển chọn/ giao trực tiếp tổ chức, cá nhân củ trì thực nhiệm vụ khoa học công nghệ 128/2019/HĐQPTKHCN27/12/2019 Hợp đồng thực nhiệm vụ nghiên cứu khoa học công nghệ Ghi 1310/QĐSKHCN27/12/2019 Quyết định việc phê duyệt nhiệm vụ nghiên cứu khoa học công nghệ Thực kế hoạch lựa chọn 61/QPTKHCNnhà thầu phê duyệt HCTH-23/03/2020 nhiệm vụ khoa học công nghệ Tổ chức phối hợp thực nhiệm vụ: Tên tổ chức đăng ký Tên tổ chức Số theo tham gia TT Thuyết thực minh Đài Khí Đài Khí tượng Thủy tượng Thủy văn khu vực văn khu vực Nam Nam Văn phòng Văn phòng thường trực thường trực – Ban Chỉ – Ban Chỉ huy Phịng huy Phịng chống Thiên chống Thiên tai Tìm tai Tìm kiếm cứu kiếm cứu nạn thành nạn thành phố Hồ Chí phố Hồ Chí Minh Minh Nội dung tham gia chủ yếu Sản phẩm chủ yếu đạt Ghi chú* Cá nhân tham gia thực nhiệm vụ: (Người tham gia thực đề tài thuộc tổ chức chủ trì quan phối hợp, khơng 10 người kể chủ nhiệm) Số TT Tên cá nhân đăng ký theo Thuyết minh TS Phạm Thanh Long Tên cá nhân tham gia thực Nội dung tham gia TS Phạm Thanh Long - Báo cáo tổng thuật việc 1,2,3,4,5, thu thập, biên tập liệu KTTV, mạng lưới giao 6,7 thông, trạng ngập úng địa bàn TP Sản phẩm chủ yếu đạt Ghi chú* Số TT Tên cá nhân đăng ký theo Thuyết minh Tên cá nhân tham gia thực Nội dung tham gia Sản phẩm chủ yếu đạt HCM, qui hoạch thủy lợi, hệ thống cấp nước, đồ hành chính, ảnh radar… - Báo cáo tổng thuật xây dựng mơ hình dự báo mưa - Xây dựng tin cảnh báo - Báo cáo tổng kết tóm tắt kết nhiệm vụ - Báo cáo kết tính tốn ngập từ mơ hình cảnh báo ngập camera - Hệ thống cảnh báo ngập thử nghiệm ThS Trần Tuấn Hoàng ThS Trần Tuấn Hoàng 3,4,5,6 - Báo cáo xây dựng phần mềm quản lý thông tin ngập WebGIS – 2D/3D phần mềm điện thoại di động - Báo cáo đề xuất, xây dựng qui trình cảnh báo ngập kết nối với thành phố thông minh - Báo cáo tổng thuật xây dựng mô hình dự báo mưa ThS Lê Văn Phận ThS Lê Văn Phận 2,3,5,6 - Báo cáo xây dựng phần mềm quản lý thông tin ngập WebGIS – 2D/3D phần mềm điện thoại di động - Báo cáo kết tính Ghi chú* Số TT Tên cá nhân đăng ký theo Thuyết minh Tên cá nhân tham gia thực Nội dung tham gia Sản phẩm chủ yếu đạt tốn ngập từ mơ hình cảnh báo ngập camera - Hệ thống cảnh báo ngập thử nghiệm - Báo cáo đề xuất, xây dựng qui trình cảnh báo ngập kết nối với thành phố thông minh TS Võ Công Hoang TS Võ Công Hoang 3,4,6 - Báo cáo kết tính tốn ngập từ mơ hình cảnh báo ngập camera - Báo cáo đề xuất, xây dựng qui trình cảnh báo ngập kết nối với thành phố thông minh - Báo cáo tổng thuật việc thu thập, biên tập liệu KTTV, mạng lưới giao thông, trạng ngập úng địa bàn TP HCM, qui hoạch thủy lợi, hệ thống cấp thoát nước, đồ hành chính, ảnh radar… TS Nguyễn Văn Hồng TS Nguyễn Văn Hồng 1,2,3,5,6 - Báo cáo tổng thuật xây dựng mơ hình dự báo mưa - Báo cáo kết tính tốn ngập từ mơ hình cảnh báo ngập camera - Xây dựng tin cảnh báo - Báo cáo đề xuất, xây Ghi chú* Số TT Tên cá nhân đăng ký theo Thuyết minh Tên cá nhân tham gia thực Nội dung tham gia Sản phẩm chủ yếu đạt dựng qui trình cảnh báo ngập kết nối với thành phố thơng minh ThS Châu Thanh Hải ThS Châu Thanh Hải 3,6 - Báo cáo kết tính tốn ngập từ mơ hình cảnh báo ngập camera - Báo cáo đề xuất, xây dựng qui trình cảnh báo ngập kết nối với thành phố thông minh - Báo cáo kết tính tốn ngập từ mơ hình cảnh báo ngập camera TS Lê Hoài Nam TS Lê Hoài Nam 3,4,5,6 - Báo cáo xây dựng phần mềm quản lý thông tin ngập WebGIS – 2D/3D phần mềm điện thoại di động - Xây dựng tin cảnh báo - Báo cáo đề xuất, xây dựng qui trình cảnh báo ngập kết nối với thành phố thông minh - Báo cáo tổng thuật xây dựng mơ hình dự báo mưa ThS Phan Thị Diễm Quý ThS Phan Thị Diễm Quý 2,3,5 - Báo cáo kết tính tốn ngập từ mơ hình cảnh báo ngập camera - Báo cáo xây dựng phần mềm quản lý thông tin ngập WebGIS Ghi chú* Số TT Tên cá nhân đăng ký theo Thuyết minh Tên cá nhân tham gia thực Nội dung tham gia Sản phẩm chủ yếu đạt – 2D/3D phần mềm điện thoại di động - Báo cáo tổng thuật xây dựng mơ hình dự báo mưa ThS Trần Quang Minh ThS Trần Quang Minh 2,4,6,7 - Báo cáo xây dựng phần mềm quản lý thông tin ngập WebGIS – 2D/3D phần mềm điện thoại di động - Xây dựng tin cảnh báo - Báo cáo đề xuất, xây dựng qui trình cảnh báo ngập kết nối với thành phố thông minh 10 ThS Huỳnh Thị Mỹ Linh ThS Huỳnh Thị Mỹ Linh - Báo cáo tổng thuật việc thu thập, biên tập liệu KTTV, mạng lưới giao thông, trạng ngập úng địa bàn TP HCM, qui hoạch thủy lợi, hệ thống cấp nước, đồ hành chính, ảnh radar… 1,3,5 - Báo cáo kết tính tốn ngập từ mơ hình cảnh báo ngập camera - Báo cáo xây dựng phần mềm quản lý thông tin ngập WebGIS – 2D/3D phần mềm điện thoại di động Ghi chú* Hình 3.186 Sơ đồ cấu tổ chức TT dự báo thủy văn Quốc gia 339 3.7.7.2 Nội dung chuyển giao + Mơ hình dự báo mưa Dự báo mưa hạn ngắn 3h-6h-12h-24h phương pháp AI (số liệu mưa trạm tự động ảnh radar, ) phục vụ cho mơ hình dự báo ngập, cảnh báo ngập; dự báo triều; xả lũ thượng nguồn Bước 1: Chuẩn bị liệu cho việc Machine Learning (ML) - Dữ liệu học gồm ảnh radar có trường liệu tọa độ, trường phản xạ mây thời gian - Dữ liệu kẹp chung mãng ML liệu mưa từ trạm tự động thu thập nhiều năm qua Cả hai liệu thu thập từ nhiều địa điểm khác thành phố HCM tiến hành cho máy học lấy đặc trưng loại ảnh mây đợt mưa Sau hoàn thành liệu học ban đầu qua bước Bước 2: Cho động chạy thử dự báo khứ mưa nhiều địa điểm khác tìm tra trọng số độ lệch phương pháp, quay lại điều chỉnh hệ thống liệu học ML bảng đặc trưng vùng Bước 3: Bắt đầu đưa vào chạy dự báo gần (thời gian từ 60-30 phút) để kiểm nghiệm mơ hình Bước 4: Tăng thời gian dự báo xa Bước 5: Xây dựng giao diện công bố liệu nhận phản hồi từ người dùng, tất đặc trưng vùng điều chỉnh thông qua đánh giá người dùng 340 + Hệ thống cảnh báo ngập Ngập úng vấn đề cấp bách cần giải Hồ Chí Minh – thành phố giai đoạn đầu xây dựng mơ hình thành phố thơng minh Để góp phần vào giảm thiểu tác động ngập đến đời sống nhân dân nâng cao công tác quản lý, ứng phó với ngập úng việc xây dựng hệ thống cảnh báo ngập cần thiết Nhóm nghiên cứu dự kiến xây dựng hệ thống cảnh báo ngập thí điểm cho Vùng trung tâm thành phố gồm lưu vực: Tân Hóa – Lị Gốm, Bắc Nhiêu Lộc, Nam Nhiêu Lộc, Bắc Tàu Hũ, Bến Nghé Hệ thống cảnh báo ngập nhóm nghiên cứu bao gồm phần mềm hệ thống quản lý ngập với thành phần chính, cụ thể sơ đồ bên dưới: Hình 3.187 Sơ đồ khối trình thực Để xây dựng hệ thống, cần thực công việc sau: a Xây dựng mơ hình dự báo mưa: 341 Dự báo mưa hạn ngắn 3h-6h-12h-24h phương pháp AI (số liệu mưa trạm tự động ảnh radar, ) phục vụ cho mơ hình dự báo ngập, cảnh báo ngập; dự báo triều; xả lũ thượng nguồn Bước 1: Chuẩn bị liệu cho việc Machine Learning (ML) - Dữ liệu học gồm ảnh radar có trường liệu tọa độ, trường phản xạ mây thời gian - Dữ liệu kẹp chung mãng ML liệu mưa từ trạm tự động thu thập nhiều năm qua Cả hai liệu thu thập từ nhiều địa điểm khác thành phố HCM tiến hành cho máy học lấy đặc trưng loại ảnh mây đợt mưa Sau hoàn thành liệu học ban đầu qua bước Bước 2: Cho động chạy thử dự báo khứ mưa nhiều địa điểm khác tìm tra trọng số độ lệch phương pháp, quay lại điều chỉnh hệ thống liệu học ML bảng đặc trưng vùng Bước 3: Bắt đầu đưa vào chạy dự báo gần (thời gian từ 60-30 phút) để kiểm nghiệm mô hình Bước 4: Tăng thời gian dự báo xa Bước 5: Xây dựng giao diện công bố liệu nhận phản hồi từ người dùng, tất đặc trưng vùng điều chỉnh thông qua đánh giá người dùng Các số liệu mưa lấy từ trạm đo mưa Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Nam Bộ, Trung tâm Quản lý hạ tầng kỹ thuật (Sở xây dựng), Ban huy phịng chống thiên tai tìm kiếm cứu nạn thành phố Sau kết thúc đề tài, mơ hình dự báo mưa chuyển giao cho Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Quốc gia quản lý 342 b Xây dựng mơ hình dự báo ngập • Dự báo ngập mơ hình MIKE URBAN 2D từ số liệu dự báo mưa – triều – lũ; Với hạn dự báo 6h-12h-24h Mơ hình thực tính toán cho Vùng trung tâm thành phố gồm lưu vực: Tân Hóa – Lị Gốm, Bắc Nhiêu Lộc, Nam Nhiêu Lộc, Bắc Tàu Hũ, Bến Nghé Các số liệu đầu vào cho mơ hình MIKE để chạy dự báo ngập kế thừa từ đề tài trước Phân viện: - Xây dựng hệ thống nghiệp vụ dự báo mưa lớn hạn cực ngắn địa bàn thành phố Hồ Chí Minh - Nghiên cứu khả đáp ứng hệ thống thoát nước địa bàn thành phố Hồ Chí Minh điều kiện biến đổi khí hậu - Và đề tài khác • Xây dựng đồ từ tổ hợp mưa – lũ – triều, cụ thể sau; Bước 1: Xây dựng tổ hợp mưa – lũ – triều Bước 2: Xây dựng đồ dự đoán ngập mơ hình theo phương án kiện (mưa – lũ – triều) xảy khứ, theo tần suất thiết kế (IDF + BĐKH) (kế thừa từ đề tài trước) Bước 3: Tạo sở liệu đồ ngập (Big Data) (phục vụ cảnh báo ngập sau này) Các liệu đầu vào (hệ thống cống, thủy lợi, cơng trình chống ngập, đường mưa IDF…) kế thừa từ đề tài trước Phân viện Sau kết thúc đề tài, mô hình dự báo ngập Phân viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi Khí hậu vận hành c Xây dựng mơ hình cảnh báo ngập (realtime) 343 Cảnh báo ngập thực song song hai phương pháp sau: • Cảnh báo ngập dựa phân tích ảnh từ hệ thống camera: - Dự kiến lắp đặt camera tuyến đường, tuyến đường có hai camera, cụ thể sau: + Lưu vực Tân Hóa – Lị Gốm: Đồng Đen (thuộc quận Tân Bình, từ đoạn Bầu Cát đến Phạm Phú Thứ); Tô Hiệu (thuộc quận Tân Phú, từ đoạn Phan Anh đến Kênh Hiệp Tân) + Lưu vực Bắc Nhiêu Lộc: Nguyễn Hữu Cảnh (thuộc quận Bình Thạnh, từ đoạn Tân Cảng đến Sài Gịn Pearl); Phan Xích Long (thuộc quận Phú Nhuận, từ đoạn Vạn Kiếp đến Hoa Phượng) + Lưu vực Bến Nghé: Nguyễn Cư Trinh (thuộc quận 1, từ đoạn Trần Hưng Đạo đến Trần Đình Xu) - Phương pháp nghiên cứu: ứng dụng kỹ thuật học máy (Machine Learning) theo học có giám sát (Supervised Learning), nghĩa là: Bước 1: Đầu tiên, xây dựng liệu từ ảnh camera liệu thực đo trường (độ sâu lớp nước, tọa độ cao độ điểm khống chế mặt đất phục vụ hiệu chỉnh camera) máy toàn đạc điện tử GPS – RTK Bước 2: Bộ số liệu tiến hành huấn luyện nhằm đưa mơ hình cho camera cụ thể Bước 3: Độ sâu lớp nước nội suy từ nhiều nguồn thơng tin, chẳng hạn từ vị trí tương đối mặt nước với điểm có cao độ cố định quan sát được, từ độ sâu ngập phương tiện lại mặt đường Kết có thơng số mơ hình dùng để trích xuất độ sâu lớp nước theo thời gian thực 344 Như vậy, kỹ thuật phương pháp nghiên cứu nằm nhánh phát triển trí tuệ nhân tạo nhận dạng hình ảnh • Sử dụng phương pháp AI, trích xuất đồ từ Big Data đồ ngập xây dựng (trong phần dự báo ngập) theo biến cố mưa – lũ – triều Cụ thể sau: Bước 1: Ứng dụng AI, trích xuất đồ dự đoán ngập dựa đồ xây dựng sẵn kho Big Data từ tổ hợp mưa – lũ – triều thực tế Bước 2: Đưa đồ ngập lên hệ thống cảnh báo d Xây dựng tin dự báo cảnh báo ngập dựa ứng dụng AI - Xây dựng module quản lý thông tin kết dự báo mưa; triều, ngập qua WebGIS; app điện thoại thời gian tức thời (near real time) - Xây dựng module tiếp nhận thông tin phản hồi từ người dùng kiện xảy thông qua app điện thoại phục vụ việc hiệu chỉnh mơ hình dự báo ngập Sau kết thúc đề tài, hệ thống cảnh báo dự kiến lắp đặt trung tâm quản lý Trung tâm quản lý hạ tầng kỹ thuật nơi tích hợp tất thơng tin cần thiết cho việc cảnh báo ngập Văn phòng thường trực – Ban Chỉ huy Phịng chống Thiên tai Tìm kiếm cứu nạn thành phố Hồ Chí Minh quan tiếp nhận kết từ hệ thống cảnh báo 345 Hình 3.188 Sơ đồ vận hành hệ thống + Hình thức chuyển giao Chuyển giao có đạo tạo kèm theo tài liệu hướng dẫn sử dụng theo quy trình cảnh báo ngập hệ thống cảnh báo ngập, cách chạy dự báo mưa tự động để số liệu mưa dạng txt sau chuyển đổi công cụ số liệu đầu vào sang file dfs0 mơ hình dự báo, đưa vào mơ hình chạy tự động, trích xuất đồ ngập cảnh báo ngập so sánh với camera giám sát ngập phân tích mực nước cuối đưa lên tin webgis app điện thoại 346 KẾT LUẬN Trong thời gian thực đề tài “Xây dựng mô hình dự báo, cảnh báo quản lý ngập cho thị thơng minh Thành phố Hồ Chí Minh” từ tháng 12/2019 đến 12/2020, thực hoàn thiện nội dung đề Cụ thể: hoàn thiện nội dung thu thập bổ sung, cập nhật số liệu KTTV, hệ thống thoát nước, liệu radar; xây dựng mơ hình dự báo mưa, với kết có mưa khơng mưa; xây dựng mơ hình dự báo ngập; cảnh báo ngập Camera giám sát bước đầu thiết lập hệ thống Camera xây dựng sở quản lý liệu Camera quan sát Đây kết để chúng tơi tiếp tục hồn thiện tiến tới hiệu chỉnh kiểm định kết dự báo ngập so với kết cảnh báo ngập từ Camera, bên cạnh hồn thiện mơ hình dự báo mưa với giá trị định lượng mưa không gian mưa, đồng thời xây dựng hệ thông sở liệu quản lý hiệu thông minh kết dự báo ngập thời gian tới ứng dụng WebGIS App mobile từ giúp đề xuất quy trình cảnh báo ngập kết nối với thành phố thông minh Cụ thể là: Việc thu thập kế thừa số liệu KTTV đạt mức tương đối đầy đủ nội dung số liệu, bao gồm báo cáo tình hình KTTV năm gần đây, số liệu tình hình ngập triều mưa khoảng thời gian từ năm 2008 – 2020 số liệu trạng thoát nước cống, hầm ga cửa xả thu thập tư Trung tâm Quản lý hạ tầng kỹ thuật, giúp đề tài bổ sung hồn thiện, vị trí bị thiếu cống, hầm ga vùng phía Tây phía Bắc thành phố, đặc biệt cập nhật liệu cao độ mặt từ vẽ kĩ thuật Về việc xây dựng mơ hình dự báo mưa hồn thiện phần xây dựng mơ hình dự báo mưa với bước đầu thu thập nguồn số liệu từ ảnh radar ảnh vệ tinh từ trạm Radar Nhà Bè, số hóa xử lý thành cơng ảnh radar thị công cụ WebGIS đề tài, tổ chức buổi hội thảo tham khảo ý kiến từ chuyên gia dự báo mưa, khí tượng, để kết 347 hợp phương pháp dự báo mưa truyền thống với cơng nghệ trí tuệ nhân tạo AI Việc dự báo mưa cho kết dự báo tốt có mưa hay không mưa thông qua kết dự báo mưa tự động thị tảng WebGIS, với kết hợp với trang dự báo uy tín, để tiến hành hiệu chỉnh kiểm định kết trước làm sở đầu vào cho mơ hình dự báo ngập Tuy nhiên, mơ hình dự báo mưa tiếp tục hoàn thiện dự báo giá trị định lượng mưa không gian mưa đâu nhằm đưa đầu vào xác cho mơ hình dự báo ngập Ở nội dung xây dựng mơ hình dự báo ngập, đề tài tiến hành phân tích đưa phương án tiến hành yếu tố quan trọng việc dự báo ngập xác vị trí hay tuyến đường vơ quan trọng ngồi việc phải dự báo xác yếu tố mưa, yếu tố triều, lũ thủy văn thị vùng nghiên cứu quan trọng không Xây dựng mơ hình dự báo triều dựa sở sử dụng phần mềm Utide tiến hành dự báo mực nước triều trạm hải văn ven biển Vũng Tàu với kết tính tốn hiệu chỉnh, kiểm định cho thấy số tương quan R2 mức tốt 0.9, điều làm sở cho việc dự báo trạm triều sông khu vực nghiên cứu, kết hợp với mơ hình thủy lực Mike 11 với biên lưu lượng số liệu lưu lượng trạm Dầu Tiếng Trị An biên mực nước từ phần mềm Utide tiến hành mô tính tốn mực nước trạm Phú An Nhà Bè trạm khu vực TP.HCM ảnh hưởng trực tiếp đến tình hình triều Với kết hiệu chỉnh kiểm định trạm Phú An Nhà Bè 0.97 0.98 Kết xây dựng mơ hình dự báo thủy văn thị từ hệ thống nước tính toán lưu lượng tập trung lưu vực, từ làm sở dự báo lưu lượng nước tập trung vào hệ thống cống thoát nước, sở để liên kết với mơ hình thủy lực Mike Flood phục vụ cơng tác tính tốn dự báo ngập Kết nội dung đề tài cảnh báo ngập tiến hành khảo sát có khoảng 47 tuyến đường thường xuyên ngập giai đoạn năm 2015 - 2020 vùng 348 trung tâm thành phố nói riêng TP.HCM nói chung, chúng tơi tiến hành chọn tuyến đường ngập điển hình để lắp đặt Camera quan sát phục vụ công tác quản lý cảnh báo ngập, cụ thể: tuyến đường Cây Trâm (số 90 đường Cây Trâm, quận Gị Vấp), đường Xơ Viết Nghệ Tĩnh, Ung Văn Khiêm (Quận Bình Thạnh), Trần Ngọc Diện, Quốc Hương (Quận 2), Đỗ Xuân Hợp (Quận 9), Phạm Văn Đồng (Quận Thủ Đức) Bên cạnh cơng cụ trích xuất đồ ngập từ camera xây dựng qua bước tiền xử lý ảnh phân tích mức ngập lưu trữ server Kết nội dung xây dựng hệ thống phần mềm quản lý thông tin ngập webgis 2d/3d ứng dụng di dộng, việc thu thập quản lý liệu thời tiết như: số liệu mưa tự động, thông số độ ẩm, bốc hơi, xạ từ hệ thống quan trắc mặt đất tự động liệu ảnh radar quản lý công cụ postgreSQL hiển trị trực tiếp máy chủ thơng qua ứng dụng Webgis có đường link: chongngaphcm.info ứng dụng di động Kết nội dung đưa số đề xuất số quy trình cảnh báo thơng tin ngập cổng thông tin kết nối chiều ngập lụt, cố, điểm ngập phát sinh từ phía người dân nhà quản lý Mục tiêu Nền tảng tạo công cụ thu thập liệu số, đảm bảo liệu lưu trữ cách có hệ thống, từ liệu dễ dàng tổng hợp, trích xuất phục vụ cho cơng tác báo cáo, phân tích, quản lý tình hình ngập Bên cạnh Nền tảng kênh thu thập chia sẻ thông tin ngập Tp (sau kiểm chứng) với người dân địa bàn Tp.HCM 349 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] Bảo Thạnh, 2014 "Nghiên cứu tích hợp mơ hình khí tượng, thủy văn, hải văn nhằm nâng cao chất lượng dự báo mực nước hệ thống sông Đồng Nai’ Đề tài cấp Bộ [2] Bộ Tài nguyên Mơi trường, 2015: Kịch Biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam [3] Bùi Chí Nam, 2010, Nghiên cứu xây dựng mơ hình đánh giá tác động BĐKH đến yếu tố tự nhiên, người, kinh tế - xã hội TP Hồ Chí Minh” [4] Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Nam Bộ, Thơng báo khí tượng thủy văn mơi trường tháng 2.2018 [5] Đỗ Lệ Thủy cộng tác viên, 2006 Nghiên cứu nâng cao chất lượng dự báo mô hinh HRM ứng dụng vào dự báo thời tiết nghiệp vụ Báo cáo tổng kết đề tài NCKH cấp Bộ [6] Đinh Thị Quỳnh Như, Trần Duy Sơn, Lương Văn Việt (1998), Cơ sở liệu khí tượng - khí hậu phục vụ nghiên cứu lan truyền nhiễm mơi trường khơng khí Đề tài NCKH -Tổng cục KTTV [7] Lê Sâm, 2011 Nghiên cứu đề xuất giải pháp chống ngập cho Tp Hồ Chí Minh Đề tài độc lập cấp nhà nước [8] Lương Văn Việt, Nghiên cứu xây dựng sở liệu đặc trưng khí tượng – thủy văn phục vụ phịng chống ngập úng khu vực Tp HCM, Phân viện Khí tượng Thủy văn Mơi trường phía Nam, 2008 [9] Le Minh Nhat (2008): Development of Intensity-Duration-Frequency Relationships Based on Scaling Characteristics of Rainfall Extremes, Doctoral Dissertation 350 [10] Mai Văn Khiêm cộng sự, 2017-2019 Nghiên cứu khả đáp ứng hệ thống thoát nước địa bàn thành phố Hồ Chí Minh điều kiện biến đổi khí hậu Đề tài cấp Thành phố [11] Nguyễn Văn Hiệp, Nghiên cứu luận khoa học cập nhật kịch nước dâng cho Việt Nam, Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu, 2015 [12] Nguyễn Ngọc Thục, Lương Tuấn Minh, 1990 Các hình synop gây mưa lớn miền bắc Việt nam Tuyển tập báo cáo khoa học Hội nghị Khoa học dự báo KTTV lần thứ III 1986-1990, tr 110-120 [13] Quyết định số 28/2016/QĐ-UBND, Ban hành quy định phân cấp quản lý, khai thác tuyến sơng, kênh, rạch địa bàn thành phố Hồ Chí Minh [14] Phân viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu 2015- Báo cáo tình hình thủy văn, tài ngun nước hệ thống sơng khu vực Nam Bộ, Báo cáo nhiệm vụ thường xuyên năm 2015 [15] Phân viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu, 2017-2019 Xây dựng hệ thống nghiệp vụ dự báo mưa lớn hạn cực ngắn địa bàn thành phố Hồ Chí Minh Đề tài cấp Thành phố [16] Trần Tuấn Hồng, Nghiên cứu tính toán ngập úng lưu vực quận 12 – Thành phố Hồ Chí Minh mơ hình MIKE FLOOD, Phân viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu, 2015 [17] Trung tâm Nghiên cứu Khí tượng - Khí hậu, Viện Khoa học Khí tượng Thuỷ văn Biến đổi khí hậu Bản tin "Thơng báo Dự báo khí hậu", 2016 [18] Trương Văn Hiếu, 2003 Nghiên cứu phương pháp phân vùng ngập nước thị- Nội thành TP.HCM” Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu cấp Thành phố [19] Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam, Quản lý tổng hợp lưu vực sử dụng hợp lý TNN Hệ thống sông Đồng Nai Đề tài KC08 18/06-10, 2010 [20] Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam, 2011 Quy hoạch tổng thể thủy lợi ĐBSCL điều kiện BĐKH, NBD 351 [21] Vũ Thị Hương, 2010, Nghiên cứu tác động biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước thượng nguồn sông Đồng Nai, Báo cáo chuyên đề đề tài Khoa học công nghệ cấp Thành phố Hồ Chí Minh Tài liệu tiếng Anh [22] ADB-ICEM (2010) Ho Chi Minh City Adaptation Climate Changes [23] Amengual A, Homar V, Romero R, Alonso S, Ramis C (2012) A statistical adjustment of regional climate model outputs to local scales: application to Platja de Palma, Spain J Clim 25:939–957 [24] Argüeso, D., Evans, J P., and Fita, L.: Precipitation bias correction of very high resolution regional climate models, Hydrol Earth Syst Sci., 17, 4379-4388, doi:10.5194/hess-17-4379-2013, 2013 [25] Bernard, M M (1932): Formulas for rainfall intensities of long durations, Transactions ASCE, 96, 592–624 [26] Le Minh Nhat (2008): Development of Intensity-Duration-Frequency Relationships Based on Scaling Characteristics of Rainfall Extremes, Doctoral Dissertation [27] Karl E Taylor, Ronald J Stouffer, and Gerald A Meehl, 2012: An Overview of CMIP5 and the Experiment Design Bull Amer Meteor Soc., 93, 485–498 [28] Liew, S C., Raghavan, S V and Liong, S.-Y (2014), How to construct future IDF curves, under changing climate, for sites with scarce rainfall records? Hydrol Process., 28: 3276–3287 doi: 10.1002/hyp.9839 [29] Mishra, K., B and Herath, S (2014) Assessment of Future Floods in the Bagmati River Basin of Nepal Using Bias-Corrected Daily GCM Precipitation Data, J Hydrol Eng., 10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0001090, 05014027 [30] Nguyen, T-D., Nguyen, V-T-V., Gachon, P (2007) A spatial-temporal downscaling approach for construction of intensity-duration-frequency curves in consideration of GCM based climate change scenarios, in “Advances in 352 Geosciences, Vol 6: Hydrological Science”, N Park et al (Eds.), World Scientific Publishing Company, pp 11-21 [31] Rodríguez, R., Navarro, X., Casas, M C., Ribalaygua, J., Russo, B., Pouget, L and Redaño, A (2014), Influence of climate change on IDF curves for the metropolitan area of Barcelona (Spain) Int J Climatol., 34: 643–654 doi: 10.1002/joc.3712 [32] Prodanovic, P and Simonovic, S.P., 2007, Development of rainfall intensity duration frequency curves for the City of London under the changing climate [33] S Afrin, M M Islam, and M M Rahman (2015), Development of IDF Curve for Dhaka City Based on Scaling Theory under Future Precipitation Variability Due to Climate Change, International Journal of Environmental Science and Development, Vol 6, No [34] Wang, X., G Huang, and J Liu (2014), Projected increases in intensity and frequency of rainfall extremes through a regional climate modeling approach, J Geophys Res Atmos., 119, 13,271–13,286, doi:10.1002/2014JD022564 [35] Winai Chaowiwat (2013): The adaptation of reservoir operations on Sirikit dam under climate change, PhD dissertation [36] Ho Chi Minh City Flood and Inundation Managememt, Royal Haskoning Tài liệu internet [37] Cổng thông tin điện tử thành phố Hồ Chí Minh: http://www.hochiminhcity.gov.vn/Pages/default.aspx [38] https://vnexpress.net/tin-tuc/thoi-su/vi-sao-dau-tu-gan-29-000-ty-dong-tp-HCMvan-ngap-3280713.html [39] http://www.ttcn.hochiminhcity.gov.vn/ban-tin-chuyen-nganh//ext/articleview/article/448146/10182 [40] Trung tâm Quản lý Hạ tầng Kỹ thuật – Sở Xây dựng TP HCM 353 ... tài xây dựng mơ hình dự báo, cảnh báo quản lý ngập cho đô thị thông minh thành phố Hồ Chí Minh làm sở cho việc xây dựng hệ thống cảnh báo ngập thông qua hệ thống camera, kết nối xây dựng thành phố. .. thảo ? ?Xây dựng mơ hình dự báo mưa, mơ hình dự báo ngập? ?? thuộc nhiệm vụ nghiên cứu khoa học công nghệ ? ?Xây dựng mô hình dự báo, cảnh báo quản lý ngập cho thị thơng minh Thành phố Hồ Chí Minh? ??,... Văn Hồng Thành phố Hồ Chí Minh – Năm 2021 PHÂN VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU XÂY DỰNG MƠ HÌNH DỰ BÁO, CẢNH BÁO VÀ QUẢN LÝ NGẬP CHO ĐÔ THỊ THƠNG MINH TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH