Ứng dụng công nghệ hiện đại trong phòng, chống thiên tai

TMO - Trước diễn biến bất thường của thiên tai, việc ứng dụng công nghệ hiện đại như công nghệ internet kết nối vạn vật (IoT) trong cảnh báo sạt, trượt, lở đất góp phần cảnh báo kịp thời, giảm thiểu thiệt hại. 

Việt Nam là quốc gia bị ảnh hưởng nặng nề của biến đổi khí hậu nên các hiện tượng thời tiết cực đoan diễn ra ngày càng khốc liệt. Trong nhiều năm qua, các đơn vị, nhà nước đã có nhiều kết quả nghiên cứu trong lĩnh vực phòng chống thiên tai trên toàn lãnh thổ Việt Nam làm cơ sở khoa học cho việc giảm thiểu các thiệt hại do thiên tai; góp phần bảo đảm an ninh, quốc phòng và từng bước xây dựng một xã hội an toàn hơn trước thiên tai.

Đáng chú ý, việc ứng dụng công nghệ internet kết nối vạn vật (IoT) trong cảnh báo sạt, trượt, lở đất đóng vai trò quan trọng không chỉ đối với công tác phòng, chống thiên tai mà còn phục vụ các hoạt động phát triển đời sống kinh tế - xã hội.

Theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, tình trạng sạt trượt, lở đất trong những năm gần đây ở Việt Nam có xu hướng gia tăng về số vụ và quy mô; gây thiệt hại nặng nề về người cũng như tài sản, đặc biệt trong mùa mưa bão. Năm 2023, cả nước có tới 310 vụ lũ quét và trượt lở đất, làm chết và mất tích hơn 100 người, gây thiệt hại hàng nghìn tỷ đồng. Đặc biệt trong năm 2024, cơn bão số 3 và hoàn lưu sau bão, đã khiến hơn 340 người thiệt mạng và bị mất tích do bão và sạt lở đất đá, gần 2.000 người bị thương, khoảng 282.000 căn nhà, hơn 3.750 trường học, điểm trường hư hỏng, khoảng 285.000 ha lúa, hoa màu, cây ăn quả bị ngập, hư hại; 189,982 ha rừng; 11.832 lồng bè nuôi trồng thuỷ sản hư hỏng, cuốn trôi; Khoảng 5,6 triệu con gia rồng, gia cầm bị chết….Ước tính tổng giá trị thiệt hại  tính đến ngày 28/9 do bão số 3 là hơn 81.500 tỷ đồng.

Trước thực tế sạt lở đất gây ra nhiều thiệt hại nặng nề cho người dân và nhà nước, nhiều giải pháp chống sạt, trượt, lở đất đã được áp dụng, mang lại hiệu quả nhất định. Tuy nhiên, hầu hết các giải pháp truyền thống thường yêu cầu đầu tư lớn nên khó triển khai rộng. Với sự phát triển của khoa học và công nghệ, đặc biệt là công nghệ thông tin, hệ thống cảnh báo sớm trên nền tảng IoT sử dụng mạng cảm biến không dây đã được áp dụng hiệu quả ở nhiều nước phát triển, hiện đã được đưa vào ứng dụng tại Việt Nam. Đây được xem là công nghệ triển vọng giúp giám sát và cảnh báo sớm tai biến sạt, trượt và lở đất theo thời gian thực cho các vùng sâu, vùng xa và vùng khó khăn.

Sạt, trượt, lở đất là sự dịch chuyển trọng lực, do mất cân bằng lực hay mô men sinh ra từ chính trọng lượng của khối đất đá, khi chúng dịch chuyển từ đỉnh hay sườn dốc xuống chân dốc. Nguyên nhân sạt, trượt, lở đất chủ yếu đến từ các yếu tố khí tượng - thủy văn làm thay đổi dòng chảy nước mặt, bão hòa đất tầng phủ, dâng mực nước ngầm; hay từ các hoạt động kinh tế - kỹ thuật của con người do xây dựng, nông nghiệp, phá rừng, khai thác mỏ… dẫn đến thay đổi địa hình, tải trọng cân bằng vốn có, mất thảm thực vật... Bên cạnh đó, còn có sự bất lợi liên quan tự nhiên, đặc điểm địa chất khu vực, vị trí sườn dốc, độ bền của đất đá…

Thông tin từ nhóm nghiên cứu thuộc Trường Đại học Giao thông Vận tải cho biết, để ứng phó với dạng tai biến địa chất nguy hiểm này, cần tiếp cận theo các hướng như phòng tránh từ xa, chủ yếu giảm thiểu tác động từ hoạt động kinh tế - kỹ thuật; đề phòng nguy cơ sạt, trượt, lở bằng biện pháp phi công trình; xử lý và chống sạt, trượt trực tiếp tại mỗi vị trí đang và có nguy cơ cao xảy ra bằng biện pháp công trình cụ thể; giảm nhẹ thiệt hại về người cũng như tài sản bằng cách áp dụng các kỹ thuật quan trắc, giám sát để cảnh báo sớm...

Để cảnh báo tình trạng sạt, trượt, lở đất đá, giải pháp được các nhà khoa học nghiên cứu áp dụng và mang lại hiệu quả là sử dụng công nghệ IoT do có nhiều ưu điểm, đặc biệt là tính kịp thời và chi phí thấp. Hệ thống cảnh báo sớm sử dụng IoT sẽ thu nhận và xử lý tín hiệu được ghi lại từ hiện trường thông qua dữ liệu về lượng mưa, dâng cao đường bão hòa nước dưới đất với sự thay đổi áp lực nước lỗ rỗng trong khối đất, kết hợp các tín hiệu thu nhận liên tục theo thời gian thực về dịch chuyển ngang sâu và các dao động nền đất.

(Ảnh minh họa). 

Hệ thống được xây dựng trên cơ sở thu thập dữ liệu đo đạc tự động, quản lý, xử lý, phân tích, tính toán và ra quyết định cảnh báo. Ngưỡng cảnh báo được thiết lập trên cơ sở phân tích và đánh giá tổ hợp các yếu tố phát sinh dịch chuyển khối đất đá như lượng mưa, áp lực nước lỗ rỗng, dịch chuyển ngang sâu, dao động nền đất trong lỗ khoan...

Hoạt động chính của hệ thống giám sát cảnh báo sớm sạt, trượt, lở đất tích hợp IoT bắt đầu từ trạm quan trắc. Trạm có nhiệm vụ đo lường, thu thập dữ liệu vật lý liên quan trượt đất về địa, lượng mưa, xử lý số liệu, gửi lên server để phân tích ngưỡng đánh giá an toàn; tự động kiểm tra trạng thái hoạt động của trạm và các thiết bị ngoại vi, gửi thông tin lên server để lưu trữ dữ liệu vào cơ sở dữ liệu động, sau đó gửi thông tin đến trạm cảnh báo tại hai đầu của đường truyền tin vô tuyến qua mạng Lorawan, từ đó gửi thông tin SMS cảnh báo đến điện thoại di động của người quản lý hay qua thư điện tử.

Cùng lúc đó, hệ thống sẽ ra lệnh hiển thị các mức cảnh báo trên bảng điện tử ở ngay khu vực được giám sát tại hai đầu cung đường và kích hoạt loa cảnh báo. Trạm cảnh báo còn có nhiệm vụ xử lý số liệu, hiển thị thông tin tương ứng lên biển báo điện tử VMS, cảnh báo ra loa phát thanh; đồng thời tự động kiểm tra trạng thái hoạt động của trạm, gửi thông tin đến trạm quan trắc để gửi cảnh báo đến server hoặc qua tin nhắn SMS đến người quản lý khi trạm gặp sự cố hoặc số liệu đo lường vượt ngưỡng giới hạn được cài đặt.

Có thể nói, việc nghiên cứu mô hình hệ thống giám sát và cảnh báo sạt, trượt, lở đất trên nền tảng IoT sẽ giúp mở ra hướng tiếp cận mới để xây dựng, hoàn thiện được hệ thống cảnh báo sớm sạt, trượt, lở đất đá hiệu quả cao trong thời gian tới. Từ đó giảm thiểu tối đa thiệt hại về người và tài sản do thiên tai sạt, trượt đất đá gây ra tại Việt Nam.

Thu Trà