Xây dựng quy trình cảnh báo mưa lớn cho thành phố hồ chí minh phục vụ dự báo ngập

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG 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 CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG QUY TRÌNH CẢNH BÁO MƯA LỚN CHO THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH PHỤC VỤ DỰ BÁO NGẬP Cơ quan chủ trì nhiệm vụ: Phân viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi Khí hậu Chủ nhiệm nhiệm vụ: Thạc sĩ Bùi Chí Nam Thành phố Hồ Chí Minh – 2017 ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH SỞ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ BỘ TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG PHÂN VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU CHƯƠNG TRÌNH KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP THÀNH PHỐ BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ XÂY DỰNG QUY TRÌNH CẢNH BÁO MƯA LỚN CHO THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH PHỤC VỤ DỰ BÁO NGẬP (Đã chỉnh sửa theo kết luận Hội đồng nghiệm thu ngày 30/01/2018) Chủ nhiệm nhiệm vụ (ký tên) ThS Bùi Chí Nam Cơ quan chủ trì nhiệm vụ (ký tên đóng dấu) Mai Văn Khiêm Thành phố Hồ Chí Minh – 2017 PHÂN VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Tp HCM, ngày tháng năm 2017 BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KH&CN I THÔNG TIN CHUNG Tên nhiệm vụ: XÂY DỰNG QUY TRÌNH CẢNH BÁO MƯA LỚN CHO THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH PHỤC VỤ DỰ BÁO NGẬP Thuộc: Chương trình/lĩnh vực (tên chương trình/lĩnh vực): Chương trình số 5: Mơi trường, Tài ngun Biến đổi Khí hậu Chủ nhiệm nhiệm vụ: Họ tên: Bùi Chí Nam Ngày, tháng, năm sinh: 10/05/1978 Nam/ Nữ: Nam Học hàm, học vị: Thạc sĩ Chức danh khoa học: Nghiên cứu viên Chức vụ: Điện thoại: Tổ chức: .Nhà riêng: Mobile: 0938047468 Fax: E-mail: buichinam@hotmail.com Tên tổ chức công tác: Phân viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi Khí hậu Địa tổ chức: 19 Nguyễn Thị Minh Khai, Quận 1, Tp Hồ Chí Minh Địa nhà riêng: 314/4 Điện Biên Phủ, Phường 11, Quận 10, Tp Hồ Chí Minh 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 Điện thoại : (84-028)38243815 Fax : (84-028)38243816 E-mail : Website : www.sihymecc.vn Địa : 19 Nguyễn Thị Minh Khai, P Bến Nghé, Quận 1, Tp Hồ Chí Minh Họ tên thủ trưởng tổ chức: Mai Văn Khiêm 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: Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi Khí hậu – Bộ Tài nguyên Mơi trường II TÌNH HÌNH THỰC HIỆN i Thời gian thực nhiệm vụ: - Theo Hợp đồng ký kết: từ tháng 05/2016 đến tháng 11/2017 - Thực tế thực hiện: từ tháng 05/2016 đến tháng 1/2018 - Được gia hạn (nếu có): + Lần từ tháng 11 năm 2017 đến tháng năm 2018 + Lần … Kinh phí sử dụng kinh phí: a) Tổng số kinh phí thực hiện: 800 tr.đ, đó: + Kính phí hỗ trợ từ ngân sách khoa học: 800 tr.đ + Kinh phí từ nguồn khác: ……………….tr.đ b) Tình hình cấp sử dụng kinh phí từ nguồn ngân sách khoa học: Số TT Theo kế hoạch Thời gian Kinh phí (Tháng, năm) (Tr.đ) Thực tế đạt Thời gian Kinh phí (Tháng, năm) (Tr.đ) Ghi (Số đề nghị toán) c) Kết sử dụng kinh phí theo khoản chi: Đơn vị tính: Triệu đồng Số TT Nội dung khoản chi Trả công lao động (khoa học, phổ thông) Nguyên, vật liệu, lượng Thiết bị, máy móc Xây dựng, sửa chữa nhỏ Chi khác Tổng cộng Theo kế hoạch Tổng NSKH 685,236 685,236 685,236 685,236 114,764 114,764 114,764 114,764 - Lý thay đổi (nếu có): ii Nguồn khác Thực tế đạt Tổng NSKH Nguồn khác 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 Số 613/QĐ-SKHCN, ngày 12/8/2015 Số 65/TB-SKHCN, ngày 5/5/2016 Số 271/QĐ-SKHCN, ngày 20/5/2016 Số 18/2016/HĐ-SKHCN, ngày 25/5/2016 Số 635/QĐ-SKHCN, ngày 20/7/2017 Số 1455/GM-SKHCN ngày 20/7/2017 Số 115/2017/PLHĐSLHCN ngày 30/11/2017 Số 58/QĐ-SKHCN ngày 26/1/2018 Số 223/GM-SKHCN ngày 26/1/2018 Tên văn Ghi Quyết định việc thành lập Hội đồng xét duyệt đề tài nghiên cứu khoa học Thông báo Cấp kinh phí nghiên cứu KH&CN Cho đề tài, dự án Khoa Học Công Nghệ Quyết định việc phê duyệt nhiệm vụ nghiên cứu khoa học công nghệ Hợp đồng thực nhiệm vụ nghiên cứu khoa học công nghệ Về việc thành lập Hội đồng giám định đề tài nghiên cứu khoa học Giấy mời Họp Hội đồng giám định đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ Phụ lục Hợp đồng thực nhiệm vụ nghiên cứu khoa học công nghệ Quyết định Về việc thành lập Hội đồng nghiệm thu nhiệm vụ khoa học công nghệ Giấy mời Họp Hội đồng nghiệm thu nhiệm vụ khoa học công nghệ Tổ chức phối hợp thực nhiệm vụ: Số TT Tên tổ chức đăng ký theo Thuyết minh Tên tổ chức tham gia thực Nội dung tham gia chủ yếu Sản phẩm chủ yếu đạt Ghi chú* - Lý thay đổi (nếu có): Cá nhân tham gia thực nhiệm vụ: (Người tham gia thực đề tài thuộc tổ chức chủ trì quan phối hợp, không 10 người kể chủ nhiệm) Số TT Tên cá nhân đăng ký theo Thuyết minh Tên cá nhân tham gia thực Bùi Chí Nam Bùi Chí Nam Nguyễn Văn Tín Nguyễn Văn Tín Trần Thành Cơng Trần Thành Cơng Nội dung tham gia Sản phẩm chủ yếu đạt Các báo cáo, liệu mưa, đồ, quy trình Các báo cáo, Nội dung 1, 3-5, liệu KT, tham số mơ hình Báo cáo, tin, Nội dung 7, phần mềm Nội dung – 10 iii Ghi chú* Tên cá nhân đăng ký theo Thuyết minh Trương Hoài Thanh Trần Tuấn Hoàng Tên cá nhân tham gia thực Trương Hoài Thanh Trần Tuấn Hoàng Phan Thùy Linh Phan Thùy Linh Vũ Thị Hương Vũ Thị Hương Ngô Nam Thịnh Ngô Nam Thịnh Trương Văn Kịch Trương Văn Kịch Số TT Nội dung tham gia Sản phẩm chủ yếu đạt Nội dung 1, 2, Các báo cáo, liệu mưa Các báo cáo Ghi chú* Nội dung 2, Nội dung 1, 2, 6, Các báo cáo Các báo cáo, Nội dung 5, liệu mưa Các báo cáo, Nội dung liệu Các báo cáo, Nội dung 3, liệu - Lý thay đổi (nếu có): Tình hình hợp tác quốc tế: Số TT Theo kế hoạch (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng người tham gia ) Thực tế đạt (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng người tham gia ) Ghi chú* - Lý thay đổi (nếu có): Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị: Số TT Theo kế hoạch (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm) Hội thảo kỳ, tháng 6/2017, 14 triệu, Phân viện Khoa học KTTV BĐKH Nghiệm thu kết cấp sở, tháng 10/2017, 7,5 triệu, Phân viện Khoa học KTTV BĐKH Thực tế đạt (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm) Hội thảo kỳ, 31/7/2017, 14 triệu, Phân viện Khoa học KTTV BĐKH Nghiệm thu kết cấp sở, tháng 16/11/2017, 7,5 triệu, Phân viện Khoa học KTTV BĐKH Ghi chú* - Lý thay đổi (nếu có): Tóm tắt nội dung, cơng việc chủ yếu: (Nêu mục 15 thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, điều tra khảo sát nước nước ngoài) Thời gian (Bắt đầu, kết thúc Người, Số Các nội dung, công việc chủ yếu - tháng … năm) quan TT (Các mốc đánh giá chủ yếu) thực Theo kế Thực tế đạt hoạch Nghiên cứu tổng quan dự báo thời T5-T7/2016 T5-T7/2016 Sihymecc tiết iv Số TT Thời gian (Bắt đầu, kết thúc - tháng … năm) Theo kế Thực tế đạt hoạch Các nội dung, công việc chủ yếu (Các mốc đánh giá chủ yếu) Nghiên cứu tổng quan vệ tinh quan trắc lượng mưa toàn cầu mơ hình số trị Thu thập bổ sung liệu khí tượng thủy văn, đồ thành phố Nghiên cứu trích xuất thơng tin từ liệu vệ tinh quan trắc thời tiết thành đồ lượng mưa tích lũy cho khu vực nghiên cứu Nghiên cứu dự báo mưa theo thời hạn dự báo mơ hình động lực Nghiên cứu phân tích, đánh giá kết sai số lượng mưa từ nguồn cung cấp liệu mưa Xây dựng liệu đồ cho phần mềm Đề xuất thủ tục, quy trình cảnh báo mưa lớn cho khu vực thành phố Hồ Chí Minh Tin học hóa bước quy trình đề xuất cơng nghệ thơng tin Thử nghiệm vận hành quy trình, thủ tục nghiệp vụ cảnh báo mưa từ liệu vệ tinh, dự liệu dự báo toàn cầu Viết báo cáo tổng kết Người, quan thực T7-T11/2016 T7-T11/2016 Sihymecc T6/2016T3/2017 T6/2016T3/2017 Sihymecc T8/2016T1/2017 T8/2016T1/2017 Sihymecc T7/2016T1/2017 T7/2016T1/2017 Sihymecc T3-T5/2017 T3-T5/2017 Sihymecc T2-T6/2017 T2-T6/2017 Sihymecc, Đài KTTV Nam Bộ T12/2016T5/2016 T12/2016T6/2016 Đài KTTV T5-T9/2017 T5-T9/2017 T10/2017 T11/2017 Đài KTTV Nam Bộ, Sihymecc Sihymecc - Lý thay đổi (nếu có): III SẢN PHẨM KH&CN CỦA NHIỆM VỤ Sản phẩm KH&CN tạo ra: a) Sản phẩm Dạng I: Số Đơn Tên sản phẩm tiêu chất lượng chủ yếu vị đo Phần mềm cảnh báo mưa khu vực thành phố Hồ Chí Minh, hướng dẫn sử dụng Tài liệu quy trình đề xuất cảnh báo – dự báo mưa lớn cho khu vực thành phố Hồ Chí Minh TT - Lý thay đổi (nếu có): v Thực tế Số lượng Theo kế hoạch đạt Phần mềm 1 Báo cáo 1 b) Sản phẩm Dạng II: Số TT Yêu cầu khoa học cần đạt Theo kế Thực tế hoạch đạt Tên sản phẩm Báo cáo phương pháp quan trắc mưa viễn thám giới nước Đặc điểm thuộc tính liệu hệ thống G-WADI PERSIANN-CCS Bộ liệu lượng mưa trạm khí tượng, 19 trạm đo mưa khu vực thành phố Hồ Chí Minh khu vực lân cận tháng mùa mưa Dữ liệu mưa từ vệ tinh, từ mơ hình WRF Bộ CSDL đồ khu vực ngập, đồ nguy ngập thành phó, tiểu lưu vực hứng nước mưa Báo cáo nghiên cứu dự báo mưa cho khu vực Tp Hồ Chí Minh mơ hình WRF Báo cáo nghiên cứu sử dụng mưa tức thời từ liệu vệ tinh, mức độ xác tính tốn Báo cáo Tổng kết 1 1 1 1 1 1 Ghi - Lý thay đổi (nếu có): c) Sản phẩm Dạng III: Yêu cầu khoa học cần đạt Theo Thực tế kế hoạch đạt Số TT Tên sản phẩm Nghiên cứu đánh giá liệu mưa quan trắc vệ tinh từ GPM PERSIANN phục vụ cảnh báo mưa Tp Hồ Chí Minh 1 Số lượng, nơi cơng bố (Tạp chí, nhà xuất bản) Tạp chí KTTV, ISNN-2525-2208 - Lý thay đổi (nếu có): d) Kết đào tạo: Số TT Cấp đào tạo, Chuyên ngành đào tạo Thạc sỹ Tiến sỹ Số lượng Theo kế hoạch Thực tế đạt 1 Ghi (Thời gian kết thúc) 2017 - Lý thay đổi (nếu có): đ) Tình hình đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp: Số TT Tên sản phẩm đăng ký Kết Theo kế hoạch vi Thực tế đạt Ghi (Thời gian kết thúc) nhận định dự báo viên - Người chịu trách nhiệm tin lựa chọn kết dự báo cuối có độ tin cậy cao Bước Xây dựng tin dự báo, cảnh báo mưa lớn diện rộng - Tiêu đề tin mưa lớn theo thời gian dự kiến, khu vực chịu ảnh hưởng mưa lớn; - Diễn biến mưa qua, tổng lượng mưa, khu vực mưa, thời gian mưa, cường độ mưa khu vực dự báo; - Dự báo, nhận định diễn biến mưa, lượng mưa, khu vực mưa, thời gian mưa, cường độ mưa khu vực dự báo; - Cảnh báo cấp độ rủi ro thiên tai mưa lớn thực theo quy định Điều Quyết định số 44/2014/QĐ-TTg ngày 15 tháng năm 2014 Thủ tướng Chính phủ quy định chi tiết cấp độ rủi ro thiên tai; - Trường hợp mưa có khả gây lũ, lũ quét trượt lở đất bổ sung thông tin từ cảnh báo lũ, lũ quét, trượt lở đất; - Thời gian thực tin; thời gian ban hành tin Bước Cung cấp tin dự báo, cảnh báo mưa lớn diện rộng Các tin dự báo, cảnh báo mưa lớn diện rộng cung cấp theo quy định Điều 24 Điều 25 Quyết định số 46/2014/QĐ-TTg ngày 15 tháng năm 2014 Thủ tướng Chính phủ quy định dự báo, cảnh báo truyền tin thiên tai Phương thức cung cấp tin qua hệ thống thông tin chun dùng phục vụ cơng tác phịng, chống thiên tai trung ương địa phương; hệ thống dịch vụ thông tin liên lạc, hệ thống thông tin công cộng bao gồm: Điện thoại, fax, hệ thống phát truyền hình, mạng internet, email, web, dịch vụ bưu viễn thông Bước Bổ sung tin dự báo, cảnh báo mưa lớn diện rộng Trong trường hợp phát mưa lớn có diễn biến bất thường cần bổ sung 271 tin dự báo, cảnh báo mưa lớn diện rộng tin ban hành theo quy định Việc bổ sung tin thực theo quy định từ bước đến bước - Bản tin dự báo, cảnh báo mưa lớn diện rộng thời hạn 24 giờ: Mỗi ngày ban hành 04 tin vào 30, 30, 15 30 21 30; trường hợp xảy mưa đặc biệt lớn nguy hiểm, cần bổ sung số tin xen kẽ tin - Bản tin dự báo, cảnh báo mưa lớn diện rộng thời hạn 24 - 72 giờ: Mỗi ngày ban hành 02 tin vào 30 15 30; - Bản tin dự báo, cảnh báo mưa lớn diện rộng thời hạn 72 giờ: Mỗi ngày ban hành 01 tin vào 15 30; 3.4.4.3 Các bước thực quy trình cảnh báo mưa phần mềm Bước Tải liệu - Tải liệu lượng mưa quan trắc vệ tinh PERSIANN-CCS dự liệu dự báo thời tiết toàn cầu GFS phần mềm HCMCRainWarning Bước Chạy mô hình WRF - Chạy mơ hình WRF máy tính Linux Ubuntu với chương trình auto_wrf.sh với thời gian 30 phút Bước Giải mã liệu - Giải mã liệu mưa tích lũy vừa tải phần mềm HCMCRainWarning Bước Hiển thị truy vấn kết - Hiển thị phân tích kết lượng mưa vệ tinh kết dự báo mơ hình số trị phần mềm HCMCRainWarning Bước Kiểm tra tin - Kiểm tra số lượng tin quy trình cảnh báo - Kiểm tra thơng tin số liệu mưa tin - Kiểm tra tình trạng lưu trữ tin, đầy đủ 272 Bước Phát tin - Phát tin qua email với địa email cụ thể cá nhân, tổ chức, quan 3.4.4.4 Đánh giá so sánh quy trình a Quy trình cảnh báo, dự báo thời tiết Quy trình dự báo thời tiết dự báo cho nhiều loại dự báo thời tiết khác dự báo hạn cực ngắn, xu thế, dự báo thời tiết đất liền biển, khơng có vị trí cụ thể, thời gian dự báo có lần ngày, không dự báo thời tiết mà dự báo nhiều yếu tố khí tượng khác, khơng cảnh báo mưa phần mềm Về phương pháp dự báo, có nhiều phương pháp chủ yếu dự báo phương pháp synop phương pháp thống kê Khi có dấu hiệu tượng thời tiết nguy hiểm, thực thêm quy trình khác Quy trình dự báo thời tiết đất liền có phân tích đánh giá số liệu trạng qua dự báo cho thời gian tới, việc tương tự cảnh báo mưa phần mềm có sử dụng số liệu mưa tích lũy gần với thời gian thực Việc thảo luận nhóm dựa vào kinh nghiệm dự báo viên tuần suất phát tin lần/ngày Trong đó, cảnh báo mưa phần mềm chủ yếu dựa vào phần mềm mơ hình tự động khơng dựa vào kinh nghiệm, tần suất phát tin 24 lần/ngày Điều cho thấy cảnh báo mưa phần mềm linh hoạt so với quy trình dự báo thời tiết, ngược lại sai sót Do thực nghiệp vụ dựa vào dự báo viên, bước thực tự động hóa, tần suất phát tin ít, nên bổ sung, khác với tự động hóa tần suất phát tin liên tục khó bổ sung, việc bổ sung trùng với lần phát tin việc bổ sung có ý nghĩa Nội dung tin theo quy định Bộ Tài ngun Mơi trường (Hình 3-75) Có thể thấy nội dung tin dự báo cho nhiều khu vực khác nhau, không cho khu vực TP.HCM yếu tố mưa, vậy, phần 273 thông tin dự báo mưa ngắn gọn, thiếu tính định lượng định vị khu vực cụ thể thành phố Yếu tố dự báo cảnh báo mưa phần mềm có phạm vi khu vực TP.HCM nên thông tin cảnh báo chi tiết không gian thời gian Có hỗ trợ phần mềm cơng nghệ thơng tin Quy trình dự báo thời tiết cung cấp thông tin cho đối tượng thuộc hệ thống hành nhà nước thơng tin cơng cộng Đối tượng cảnh báo mưa phần mềm cụ thể người hay đối tượng sử dụng thơng tin cụ thể Hình 3-75: Bản tin dự báo thời tiết đất liền 274 Việc đánh giá chất lượng tin dự báo thơng qua số lượng tin, tính đầy đủ kịp thời tin cảnh báo mưa tự động Việc đánh giá chất lượng tin qua so sánh yếu tố, tượng, nhiên mang tính định tính, đó, đánh giá chất lượng tin cảnh báo mưa thực cho tồn quy trình có độ xác sai số Mức xác sai số cải tiến thông qua nghiên cứu, cịn chất lượng tin theo quy trình dự báo thời cải tiến thông qua kinh nghiệm dự báo viên b Quy trình dự báo, cảnh báo mưa lớn diện rộng Quy trình dự báo, cảnh báo mưa lớn diện rộng dự báo mưa lớn diện tích lớn quy mơ vùng vị trí không cụ thể, giống dự báo thời tiết Số lần dự báo nhiều lần ngày Quy trình có phần giống cảnh báo mưa phần mềm Về phương pháp dự báo, có phương pháp phân tích hồn lưu khí quyển; phân tích ảnh mây vệ tinh, ảnh radar dựa mơ hình số trị, điều tương đối giống với cảnh báo mưa phần mềm Quy trình dự báo, cảnh báo mưa lớn có phân tích đánh giá số liệu trạng qua, việc tương tự cảnh báo mưa phần mềm có sử dụng số liệu mưa tích lũy gần với thời gian thực Việc thảo luận nhóm dựa vào kinh nghiệm dự báo viên tuần suất tối đa lần/ngày Như vậy, cảnh báo mưa phần mềm linh hoạt Tượng tự quy trình dự báo, cảnh báo thời tiết quy trình cảnh báo mưa diện rộng không chi tiết cho khu vực cụ thể TP.HCM, mức độ chi tiết thời gian có nhiều so với quy trình dự báo cảnh báo thời tiết khơng chi tiết cảnh báo mưa phần mềm Cũng tương tư quy trình dự báo, cảnh báo thời tiết, quy trình cảnh báo, dự báo mưa lớn cung cấp thông tin cho đối tượng thuộc hệ thống hành nhà nước thơng tin cơng cộng Việc đánh giá chất lượng tin tương tư cảnh báo, dự báo thời 275 tiết nên có ưu nhược điểm giống 3.4.4.5 Đánh giá kết vận hành quy trình cảnh báo mưa phần mềm Kết vận hành tháng với ngày có 24 tin Bản tin thực tế phát qua email 866 email Như vậy, có 122 tin có trùng tham chiếu suốt tháng thử nghiệm Các tin cảnh báo mưa đảm bảo tham chiếu thông tin mưa Qua thời gian vận hành thử nghiệm hệ thống, nghiên cứu có số đánh sau: - Hệ thống có khả hoạt động liên tục 24 ngày, liên tục tháng Về nguyên tắc hoạt động trực tuyến, hạ tầng thiết bị đầu tư đầy đủ (máy móc, thiết bị cung cấp điện không gián đoạn, đường truyền không gián đoạn ) - Các tin gửi chưa đặn, có vài ngày hệ thống bị gián đoạn (do ngun nhân sau: máy tính có phần mềm chưa bật, đường truyền internet bị gián đoạn ngày, email phát tin đồng loạt để bù lại tin lưu trữ chưa kịp phát hành giờ) Cụ thể có nhiều tin gửi có phát hành chênh lệch vài phút hay vài chục phút, có tham chiếu khác Ngược lại, có tin có tham chiếu giống phát hành chệnh vài phút Điều này, dẫn đến số lượng email phát tin nhiều so với tin thực tế hệ thống - Các số liệu tin cập nhật, đầy đủ số liệu theo nhu cầu tin mẫu - Bản tin chứa tệp tin có tên giống nhau, khơng phân biệt thời gian, có khả bị chép đè tin Chỉ phân biệt qua thời gian gửi email Đánh giá sai số kết vận hành dự báo trình bày mục 3.2.3, kết cho thấy, với hạn dự báo 24h sai số mm, 48 7,8 mm 276 73 12,3 mm, lượng mưa dự báo thường cao thực đo Theo trạm, Cần Giờ có sai số 3.4.5 Quy trình cảnh báo mưa lớn cho thành phố Hồ Chí Minh Sau kiểm nghiệm quy trình cảnh báo mưa phần mềm đánh giá phân tích ưu khuyết điểm quy trình quy trình dự báo, cảnh báo thời tiết; quy trình cảnh báo mưa lớn diện rộng quy trình cảnh báo mưa phần mềm, nghiên cứu đề xuất quy trình cảnh báo mưa lớn cho thành phố Hồ Chí Minh với nội dung sau: - Theo dõi tình hình thời tiết mưa - Quyết định tin cảnh báo mưa lớn - Đánh giá kết tin cảnh báo mưa lớn Nội dung 1: Theo dõi tình hình thời tiết mưa Có nhiều phương pháp theo dõi tình hình thời tiết mưa: a) Quy trình kỹ thuật quan trắc trạm thời tiết đo mưa tự động (thực theo quy trình Đài KTTV Nam bộ) b) Quy trình kỹ thuật quan trắc radar thời tiết (thực theo quy trình Đài KTTV Nam bộ) c) Quy trình kỹ thuật theo dõi mây vệ tinh khí tượng 10 phút/lần (thực theo quy trình Đài KTTV Nam bộ) d) Quy trình kỹ thuật phương pháp dự báo synop (theo quy trình Đài KTTV Nam bộ) e) Quy trình kỹ thuật ước lượng mưa qua vệ tinh (Mục 3.4.3 báo cáo) f) Quy trình kỹ thuật dự báo mưa mơ hình (Mục 3.4.3 báo cáo) Nội dung 2: Quyết định tin cảnh báo mưa lớn Trên sở thông tin, số liệu quan trắc cho thấy khả xuất xuất dấu hiệu xảy mưa lớn Quyết định tin cảnh báo theo cấp độ khi: 277 Cấp 1: mưa tích lũy 24 h trước phiên dự báo > 40 mm (Quy trình e) mưa sau phiên dự báo 24 h mơ hình số trị > 50 mm (Quy trình f) Cấp 2: mưa dự báo quy trình có lượng mưa 100 mm Bản tin cảnh báo mưa lớn có loại: ❖ Cảnh báo mưa lớn diện rộng gồm nội dung sau: a Tiêu đề tin mưa lớn theo thời gian dự kiến, khu vực chịu ảnh hưởng mưa lớn; b Diễn biến mưa qua, tổng lượng mưa, khu vực mưa, thời gian mưa, cường độ mưa khu vực dự báo; c Dự báo, nhận định diễn biến mưa, lượng mưa, khu vực mưa, thời gian mưa, cường độ mưa khu vực dự báo; d Bổ sung tin dự báo, cảnh báo mưa lớn diện rộng ❖ Cảnh báo mưa lớn cục gồm nội dung sau: a Khả xuất hiện tượng mưa lớn cục b Thời gian xuất hiện tượng mưa lớn cục c Phạm vi ảnh hưởng, khu vực ảnh hưởng d Lượng mưa dự báo e Bổ sung tin dự báo, cảnh báo mưa lớn cục Nội dung 3: Đánh giá kết tin cảnh báo Nội dung đánh giá dựa thông tư 41/2017 Bộ Tài nguyên môi trường 278 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Đề tài khai thác sử dụng nguồn liệu quan trắc mưa thời gian thực với nguồn liệu GPM-TMPA, GPM-IMERG PERSIANNCCS với khoảng cách thời gian Dựa kết đánh giá phân tích liệu mưa vệ tinh, độ xác loại liệu cao, phân bố trung bình PC loại liệu TMPA, IMERG PERSIANN-CCS 76,44%; 71,51% 73,70% Sai số lượng mưa TMPA, PERSIANN-CCS sai số có xu cao lượng mưa mặt đất có sai số tuyệt đối khoảng 13,14 mm 12,94 mm Trong IMERG có xu thấp so với trạm, sai số tuyệt đối 10,86 mm Đánh giá chung, liệu PERSIANN-CCS có tiêu chí quan trọng đạt đạt u cầu so với loại liệu lại Độ phân giải tốt nhất, độ trễ hay tính tức thời tốt nhất, sản phẩm theo bước thời gian nhiều Hơn nữa, loại liệu định dạng liệu cung cấp nguồn có định dạng phổ biến mà người sử dụng dùng mà cần q trình chuyển đổi Đề tài nghiên cứu dụng mơ hình WRF để dự báo mưa khu vực TP.HCM Qua kết đánh giá khả dự báo định lượng mô hình số ME, MAE cho thấy, số ME < hạn dự báo 24 48 (trừ trạm Bình Chánh Củ Chi), lượng mưa dự báo mơ hình có xu hướng thấp so với lượng mưa quan trắc Với hạn dự báo 72h, ME > hầu hết trạm, dự báo lượng mưa có xu hướng cao thực tế Chỉ số MAE dao động từ 5-12mm (hạn dự báo 24h); từ 6,7-13,2mm (hạn dự báo 48h) từ 13-16,78mm với hạn dự báo 72h Điều cho thấy có sai khác đáng kể lượng mưa dự báo thực đo trận mưa lớn Trong tổng số 55 trường hợp đánh giá mô hình số 279 mưa theo diện, hạn dự báo 24h; 48h có 41 trường hợp dự báo có mưa - quan trắc có mưa dự báo khơng mưa quan trắc khơng có mưa Có 16 trường hợp dự báo có mưa, quan trắc khơng mưa dự báo khơng quan trắc có Ngược lại, với hạn dự báo 72h có 39 trượng hợp dự báo có - quan trắc có, dự báo khơng quan trắc khơng Trong trường hợp, số FBI ≥ hạn dự báo cho thấy, diện mưa dự báo lớn chút so với diện mưa quan trắc Như vậy, thấy mơ hình cho dự báo diện mưa thường lớn so với thực tế, có vị trí mơ hình cho dự báo khống lượng mưa, lượng nhỏ Đối với kết dự báo mưa thử nghiệm cho thấy kết dự báo so với thực đo với hạn dự báo 24h, 48h, 72h Với hạn dự báo 24h số ME < điều cho thấy WRF dự báo thấp so với thực đo giống kết ứng dụng mơ hình, sai số tuyệt đối khoảng mm Với hạn dự báo 48h 72h ME > cho thấy mơ hình WRF dự báo cao so với thực đo, thời gian thử nghiệm dự báo với hạn 48h có ME < 0, hạn 72h so với kết nghiên cứu ứng dụng ME > sai số hạn dự báo 72 12,3 mm Như vậy, kết thử nghiệm kết nghiên cứu ứng dụng, hạn dự báo ngắn sai số Tuy nhiên thời gian thử nghiệm vào tháng năm 2017, tháng nằm đợt giảm mưa Nam bộ, lượng mưa khơng cao, khơng có trận mưa lớn nên sai số trận mưa lớn chưa khẳng định Với kết nghiên cứu liệu lượng mưa vệ tinh dự báo mưa mơ hình số trị WRF, đề tài xây dựng phần mềm theo dõi cảnh báo mưa cho TP.HCM Phần mềm với chức thu nhận số liệu tự động, hiển thị lượng mưa quan trắc tức thời, lượng mưa dự báo, truy vấn kết theo đơn vị hành chính, theo trạm KTTV theo lưu vực thoát nước…Phần mềm tích hợp với sở liệu đồ vùng ngập cục bộ, nguy ngập, lưu 280 vực thoát nước, hệ thống trạm KTTV với công cụ quản lý hiển thị CSDL đồ Trên sở kết nghiên cứu đề tài xây dựng quy trình vận hành hệ thống cảnh báo mưa lớn khu vực TP.HCM phần mềm vận hành thử nghiệm cho thấy, kết dự báo thử nghiệm cho thấy mơ hình dự báo tốt lượng mưa thời hạn dự báo 24h, WRF nắm bắt trận mưa với hạn dự báo 24h nhiên có sai số so với thực đo Với hạn dự báo 48h WRF cho kết thiên cao so với thực đo có nhiều thời điểm mơ hình dự báo có, quan trắc khơng ngược lại Với hạn dự báo 72h WRF cho kết dự báo chưa xác, sai số lớn, khả dự báo có mưa với hạn 72h chưa tốt nhiều trường hợp WRF dự báo có mưa thực tế khơng mưa Ngồi quy trình cảnh báo mưa phần mềm có ưu điểm so với quy trình dự báo thời tiết quy trình dự báo mưa lớn diện rộng thực tự động hóa, tần suất phát tin nhiều, với phương pháp đại Nội dung tin chi tiết hơn, ngồi định tính kết cịn có tính định lượng định vị theo thời gian Trên thực tế, cảnh báo mưa phần mềm quy trình trình kỹ thuật quy trình dự báo, cảnh báo thời tiết quy trình cảnh báo mưa lớn diện rộng, vậy, để có quy trình cảnh báo mưa lớn cho thành phố Hồ Chí Minh cách hồn chỉnh thống cần có nghiên cứu cách đầy đủ tồn diện từ quy trình kỹ thuật đến chế, tổ chức thực quy trình Với hệ thống thiết lập thử nghiệm mô tả chi tiết quy trình vận hành, nghiên cứu khuyến nghị có hướng tiếp tục Hướng nghiên cứu nghiên cứu cải tiến để nâng cao độ xác liệu mưa vệ tinh nâng cao độ xác dự báo Hướng ứng dụng kết quy trình để nghiên cứu tiếp nối xây dựng nên quy trình cảnh báo thủy văn 281 cho khu vực TP.HCM Hướng nghiên cứu cuối đề nghị nghiên cứu chuyển giao ứng dụng quy trình vào cơng tác chun môn nghiệp vụ 282 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Bộ Tài nguyên Môi trường, 2016 Thông tư 41/2016/TT-BTNMT Quy định Quy trình kỹ thuật dự báo, cảnh báo khí tượng thủy văn nguy hiểm Bộ Tài nguyên Môi trường, Hà Nội [2] Bộ Tài nguyên Môi trường, 2016 Thông tư 40/2016/TT-BTNMT Quy định Quy trình kỹ thuật dự báo, cảnh báo khí tượng thủy văn điều kiện bình thường Bộ Tài ngun Mơi trường, Hà Nội [3] Nguyễn Thanh Sơn Nguyễn Quốc Anh, 2015 Khai thác sử sựng số liệu mưa vệ tinh dự báo lũ khu vực sông Mekong (từ Chiang Saen đến Strung Streng) Tạp chí Khoa học: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 31, Số 3S [4] 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, Bộ Tài Nguyên Môi trường [5] Bộ Tài nguyên Môi trường, 2013 Khai thác liệu lượng mưa gần thời gian thực từ liệu viễn thám phục vụ công tác giám sát, dự báo cảnh báo lũ lụt hệ thống phân tích lũ lụt tích hợp – IFAS Tạp chí Khoa học đo đạc Bản đồ, Hà Nội [6] Kiều Thị Thúy, 2012 Nghiên cứu ứng dụng mơ hình WRF dự báo mưa lưu vực sông Đồng Nai Đại học Khoa học Tự nhiên Tp.HCM [7] Nguyễn Vinh Thư, 2011 Nghiên cứu phương pháp xác định lượng mưa sở ảnh mây vệ tinh đĩa tĩnh MTSAT cho khu vực Việt Nam Bộ Tài nguyên Môi trường, Hà Nội [8] Nguyễn Thế Hào, 2011 Nghiên cứu sử dụng thông tin radar thời tiết DWSR 2500C phục vụ cảnh báo theo dõi mưa Đề tài cấp bộ, Bộ Tài nguyên Môi trường 283 [9] Lương Văn Việt, 2009 Nghiên cứu xây dựng sở liệu khí tượng thủy văn phục vụ phịng chống ngập úng khu vực thành phố Hồ Chí Minh Phân viện Khí tượng Thủy văn Mơi trường phía Nam, TP.HCM, 2009 [10] Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng, 2008 Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN ISO 9001:2008, Hệ thống quản lý chất lượng – Các yêu cầu Bộ Khoa học Công nghệ, Hà Nội [11] Dương Liên Châu, 2007 Xây dựng hệ thống tiêu đánh giá chất lượng dự báo khí tượng thủy văn, Báo cáo đề tài cấp bộ, Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc gia, Bộ Tài nguyên Môi trường [12] Nguyễn Văn Tuyên, 2007, Khí tượng Vệ tinh, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội [13] Trần Cơng Minh, 2007, Khí hậu Khí tượng đại cương, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội [14] Nguyễn Thị Hiền Thuận, 2004, “Các hình thời tiết gây mưa vấn đề dự báo mưa Nam Bộ Báo cáo chuyên đề nghiên cứu sinh,” Viện Khí tượng Thủy văn, Hà Nội [15] Cơng ty tư vấn quốc tế PACIFIC – PCI Nhật Bản, 2000 Dự án Quy hoạch tổng thể hệ thống thoát nước thành phố Hồ Chí Minh đến năm 2020 TP.HCM, Tháng 5/2000 Tiếng Anh [16] Arthur Y Hou, Gail Skofronick-Jackson, Christian D Kummerow James Marshall Shepherd, 2016 Global Precipitation Measurement NASA, Colorado State University, University of Georgia [17] W Wang, C Bruyere, M Duda, J Dudhia, D Gill, H Lin, J Michalakes, S Rizvi, X Zhang J Beezley, 2016 ARW Version Modeling System User's Guide Mesoscale & Microscale Meteorology Division, National Center for Atmospheric Research, 2016 284 [18] GeorgeJ Huffman David T Bolvin, 2015 Real-Time TRMM MultiSatellite Precipitation Analysis Data Set Documentation National Aeronautics and Space Administration Data, 16/04/2015 [19] National Aeronautics and Space Administration, 2014 Tropical Rainfall Measuring Mission - File Specification for TRMM Products - Version 7.003, NASA, 02/12/2014, pp 1-328 [20] Global Network on Water Resources Management in Arid and Semi-Arid Zones, 2013 Website: http://hydis.eng.uci.edu/gwadi/validation.html [21] Ulrich Damrath, 2002 Verification of the operational NWP models at DWD, Deutscher Wetterdienst, 2002 285