Đồng bằng sông Cửu Long ở Việt Nam là nơi sinh sống của hơn 20 triệu người và là vùng nông nghiệp quan trọng trên toàn cầu. Sức khỏe và tuổi thọ của hệ sinh thái quan trọng này đang bị đe dọa bởi mực nước biển dâng và xói mòn bờ biển.

Các nhà nghiên cứu dựa vào thiết bị đo thủy triều tiên tiến của Nordech để xác nhận các mô hình đại dương và cung cấp dữ liệu chính xác cho việc phát triển biện pháp chống xói mòn bờ biển.

Đồng bằng sông Cửu Long bao phủ cực nam của Việt Nam và có một số vùng đất màu mỡ nhất trên thế giới. Trong những thập kỷ qua, khu vực này đã phải đối mặt với áp lực môi trường ngày càng tăng.

Các đập trên cao và nạo vét cát làm giảm dòng trầm tích cung cấp cho đồng bằng, khiến nó bị rút đi. Nông dân khai thác nước từ đất tạo thêm áp lực cho đồng bằng. Cùng với những hoạt động này, việc xây dựng cơ sở hạ tầng như nhà cửa và đường sá đã nén lại các lớp trầm tích lỏng lẻo (không cố kết), khiến vùng đồng bằng bị lún xuống.

Là nơi sinh sống của khoảng 20 triệu người và là vùng nông nghiệp có tầm quan trọng toàn cầu, Đồng bằng sông Cửu Long của Việt Nam phải đối mặt với một số mối đe dọa, bao gồm mực nước biển dâng cao và xói mòn bờ biển ngày càng gia tăng. (Ảnh: NASA/Wikimedia Commons)

Biến đổi khí hậu và nước biển dâng đang ảnh hưởng đến vùng đồng bằng.

Đồng bằng sông Cửu Long có độ cao trung bình chỉ 0,8 m so với mực nước biển và đặc biệt dễ bị tổn thương trước mực nước biển dâng ngay cả khi không có áp lực do đập và bơm nước ngầm tạo ra.

Nếu lượng phát thải khí nhà kính của chúng ta tiếp tục không giảm, mực nước biển dâng từ 75 cm đến 1 m có thể khiến gần một nửa Đồng bằng bị biến mất ra biển vào năm 2100, đe dọa sinh kế của khoảng 20 triệu người sống ở đó.

Phòng thủ bờ biển là cần thiết để ngăn chặn mực nước biển dâng, bảo vệ bờ biển khỏi bị xói mòn bởi sóng mạnh trong gió mùa và giảm sự xâm nhập của nước biển. Tuy nhiên, các rào cản như hàng rào gỗ và đê chắn sóng bằng bê tông tỏ ra không đủ.

Để tìm ra giải pháp hiệu quả hơn, nghiên cứu sinh Tiến sĩ Jonas Bauer tại Viện Công nghệ Karlsruhe (KIT) và các đồng nghiệp từ KIT đã làm việc với các công ty Việt Nam để hiểu rõ hơn về đại dương và bờ biển ở phía Nam đồng bằng sông Cửu Long.

Các khu vực ven biển của đồng bằng sông Cửu Long đang phải hứng chịu lũ lụt và xói mòn nghiêm trọng, khiến nhà cửa và sinh kế của người dân gặp nguy hiểm. (Ảnh: Viện Công nghệ Karlsruhe)

Hiểu diễn biến của sóng để phát triển hệ thống bảo vệ bờ biển hiệu quả
Bauer cho biết: “Giảm năng lượng sóng dọc theo bờ biển là quan trọng, nhưng thách thức là đảm bảo rằng trầm tích do dòng hải lưu đưa vào vẫn có thể lắng đọng dọc theo bờ biển”.

“Nếu bạn xây dựng thứ gì đó chặn năng lượng sóng nhưng lại chặn trầm tích, điều đó sẽ làm tăng vấn đề xói mòn.”

Bauer cho biết họ cần hiểu diễn biến của cơn sóng khi nó di chuyển về phía bờ biển để phát triển các biện pháp đối phó thích hợp.

Đánh giá các mô hình đại dương dựa trên dữ liệu đo thủy triều trong thế giới thực
Các mô hình đại dương rất hữu ích trong việc dự đoán các biện pháp bảo vệ bờ biển khác nhau có thể hoạt động như thế nào khi đối mặt với bão, góp phần giúp các nhà nghiên cứu hiểu biết về cách sóng di chuyển về phía bờ biển. Để đảm bảo dự đoán của mô hình là chính xác, chúng phải được xác thực và hiệu chỉnh theo các phép đo trong thế giới thực.

Bằng cách sử dụng kết hợp ADCP đặc trưng và AWAC để đo chuyển động và động lực của sóng khi sóng di chuyển về phía bờ biển trong mùa gió mùa, các nhà nghiên cứu đã kiểm tra độ chính xác của hai mô hình đại dương khác nhau và đánh giá những hạn chế của chúng.

Bauer cho biết thêm: “Chúng tôi đã sử dụng ADCP và AWAC đặc trưng để xem xét điều kiện thủy triều trong thời gian cao điểm của mùa mưa”.

Nhóm đã triển khai các thiết bị dọc theo hai kênh kéo dài từ bờ biển đến vùng nước sâu hơn. Họ đặt AWAC cách bờ biển khoảng 25 km và ATCP đặc trưng cách bờ biển 2 km.

So sánh chiều cao sóng đáng kể và chu kỳ đỉnh trong tuyến 1 được đo bằng AWAC (ngoài khơi, màu đỏ), Signature 1000 (gần bờ, màu xanh lam) và dự đoán mô hình cho vùng gần bờ (màu xanh lá cây). (Ảnh: Viện Công nghệ Karlsruhe)

Dự đoán hành vi của sóng với độ tin cậy cao
Khi xác nhận các phép đo tại chỗ và các giới hạn của mô hình đã được xác định, các nhà nghiên cứu có thể tự tin hơn khi sử dụng mô hình để dự đoán hành vi của sóng khi chúng di chuyển dọc theo bờ biển trong các điều kiện khác nhau. Điều này sẽ cho phép họ khám phá các phương án bảo vệ bờ biển khác nhau nhằm giúp làm chậm quá trình xói mòn bờ biển Đồng bằng sông Cửu Long.

Bauer cho biết: “Với thông tin này và các nghiên cứu khác được thu thập trong nhiều năm, chúng tôi có thể bắt đầu phát triển các biện pháp đối phó để bảo vệ Đồng bằng sông Cửu Long khỏi lũ lụt và giữ an toàn cho người dân”.

Phát triển năng lực nghiên cứu biển
Những cải tiến công nghệ gần đây cho phép phiên bản mới nhất của Thiết bị đo sóng AWAC đáp ứng nhu cầu của thế hệ người dùng tiếp theo. Nortek đã sử dụng các kỹ thuật xử lý và điện tử tiên tiến để mở rộng triển khai, tăng độ tin cậy, tăng cường thu thập dữ liệu và đơn giản hóa việc bảo trì thiết bị bằng thiết bị này.

Signature1000 ADCP là “công cụ giáo dục” của Nortek vì nó tích hợp rất nhiều khả năng vào một công cụ nhỏ gọn và dễ sử dụng. Signature 1000 cho phép các nhà nghiên cứu khoa học đo dòng chảy, sóng, nhiễu loạn và sinh khối. ADCP này có thể đo đồng thời nhiều thông số này, do đó người dùng không phải hy sinh loại phép đo này cho loại khác.

Những ADCP như vậy là một công cụ quan trọng dành cho các nhà nghiên cứu nhằm bảo vệ các khu vực ven biển có giá trị như Đồng bằng sông Cửu Long.

Signature1000 ADCP là một “cường quốc học thuật” dành cho các nhà hải dương học khoa học. (Ảnh: Nortech)