Sinh viên nghiên cứu mô hình dự báo lũ lụt sớm 3 đến 5 lần

Ngày 23/4/2025, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQGHN đã diễn ra phiên toàn thể Hội nghị Khoa học sinh viên Trường năm 2025. 8 báo cáo xuất sắc nhất đại diện cho 8 khoa trình đã được chọn trình bày trong phiên toàn thể.

Nhiều đề tài tiềm năng

Lưu vực Sông Đà là một lưu vực lớn, có tiềm năng thủy điện khổng lồ, đóng góp hơn 40% sản lượng điện của Việt Nam. Tuy vậy, đây là lưu vực quốc tế nên rất khó khăn để có số liệu quan trắc đầy đủ phục vụ công tác vận hành hồ. Vì thiếu số liệu quan trắc của phần thượng lưu sông (Trung Quốc) nên chúng ta đang sử dụng dòng chảy sông Đà để đưa ra các dự báo. Song, mô hình này chưa đáp ứng được nhu cầu thực tế.

Vì vậy, nhóm sinh viên khoa Khí tượng thủy văn và Hải dương học, Trường ĐH Khoa học Tự nhiên đã nghiên cứu cải thiện kết quả dự báo của mô hình học máy trên lưu vực Sông Đà nhằm cải thiện kết quả dự báo.

Nghiên cứu được thực hiện tại 3 địa điểm cho thấy: Trạm thủy văn Nậm Giàng chỉ có thể dự báo trước 5 ngày, hồ thủy điện Lai Châu dự báo được trước 7 ngày và hồ thủy điện Bản Chát chỉ dự báo được trước 3 ngày. Việc dự báo muộn có thể ảnh hưởng đến công tác vận hành hồ.

Sử dụng các mô hình máy học, phương pháp khử nhiễu, phương pháp mạng hóa Encode để tìm ra quy luật dòng chảy theo mùa...nhóm đưa ra mô hình dự báo chính xác hơn.

Qua quá trình cải tiến, nhóm đã nghiên cứu mô hình để giúp đưa ra dự báo sớm từ 3-5 lần so với trước đây. Lê Hữu Minh Quân (sinh viên K66 Tài nguyên và Môi trường nước) thành viên nhóm nghiên cứu cho biết, tới đây nhóm sẽ thử thêm dự báo trung hạn và dài hạn, dự báo tuần, dự báo theo tháng, nửa năm...nhằm phục vụ điều tiết hiệu quả hơn và có thể áp dụng theo thời gian thực sau khi được cấp dữ liệu hằng ngày từ đề tài nghiên cứu cấp nhà nước. Việc đưa ra dự báo chính xác sẽ đóng góp vào việc điều tiết hồ thủy điện, cải thiện công tác dự báo lũ và phát điện.

Nghiên cứu cải thiện kết quả dự báo của mô hình học máy trên lưu vực Sông Đà của nhóm sinh viên Trường ĐH Khoa học tự nhiên đã được công bố trên tạp chí Q1.

Thời gian tới, mô hình dự kiến sẽ được đưa lên phần mềm để dự báo online nhằm cho ra số liệu dự báo theo thời gian thực. Nghiên cứu dự kiến sẽ được bàn giao lại cho các viện và trung tâm dự báo khí tượng thủy văn quốc gia.

Minh Quân chia sẻ, thầy hướng dẫn đòi hỏi tính mới của đề tài và đưa ra những yêu cầu rất cao cho sinh viên. Quá trình nghiên cứu, nhóm luôn phải tìm cách cải thiện kết quả tốt nhất để có thể cạnh tranh công bố quốc tế.

Biến đổi khí hậu và những trận lũ quét thời gian qua đã thôi thúc nhóm sinh viên Khoa Địa chất và Khoa Vật lý, Trường ĐH Khoa học tự nhiên thực hiện đề tài “Ứng dụng học sâu trong xây dựng mô hình hệ thống quan trắc dịch chuyển mái dốc tự động dựa trên nền tảng IoT”.

Sau quá trình nghiên cứu, dưới sự hỗ trợ của giảng viên hướng dẫn nhóm hướng tới xây dựng thiết bị quan trắc dịch chuyển mái dốc, thiết bị gầu đo mưa tích hợp trí tuệ nhân tạo để cảnh báo ngưỡng mưa cho người dân.

Kết quả cho thấy, thiết bị quan trắc dịch chuyển có sai số nhỏ khi so sánh với giá trị thực tế đo. Từ nghiên cứu này, dữ liệu có thể được đưa lên hệ thống nhằm đưa ra cảnh báo cho người dân.

Thái Văn Đức, sinh viên K66 Công nghệ quan trắc và giám sát tài nguyên môi trường chia sẻ, thiết bị đo mưa hướng tới áp dụng ở quy mô thôn, bản, xã. Còn cảm biến gia tốc có chi phí thấp hơn có thể áp dụng cho những hộ dân sinh sống bên cạnh vách trượt có mức độ nguy cơ trượt lở từ trung bình đến cao.

Trong tương lai, Đức và nhóm nghiên cứu mong muốn sẽ hiệu chuẩn cảm biến gia tốc tốt hơn. Đồng thời, tích hợp thêm hệ thống camera AI để quan trắc được cả mái dốc dịch chuyển. Nhóm mong muốn có thể cải thiện hệ thống quan trắc chất lượng tốt hơn và tối ưu chi phí để áp dụng rộng rãi cho cộng đồng.

Hội nghị Khoa học sinh viên 2025 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên, ĐH Quốc gia Hà Nội có 841 báo cáo của gần 1300 sinh viên. Trong đó có 50% là sinh viên năm thứ 1-3. Số lượng báo cáo đã tăng 2.4 lần so với 5 năm trước.

Thúc đẩy đổi mới, sáng tạo

PGS.TS. Trần Quốc Bình, Phó Hiệu trưởng Nhà trường đánh giá, bên cạnh sự gia tăng về số lượng báo cáo, chất lượng báo cáo khoa học sinh viên cũng có sự nâng cao. Đáng chú ý, nhiều công trình được đăng tải trên các tạp chí khoa học trong nước và quốc tế (14 bài báo WoS). Một số công trình đã gửi đơn đăng ký bảo hộ quyền sở hữu trí tuệ, hoặc có sản phẩm thực tiễn được giới thiệu.

“Đây là những kết quả rất đáng trân trọng trong bối cảnh Trường ĐH Khoa học Tự nhiên đang thúc đẩy tinh thần đổi mới sáng tạo trong các hoạt động của Nhà trường, đặc biệt là trong đội ngũ học sinh và sinh viên.

Nếu trước đây, nghiên cứu sinh viên thường chỉ gói gọn trong lĩnh vực mình được học nhưng bây giờ nhiều báo cáo mang tính liên ngành. Điều này nhằm thúc đẩy xu hướng đổi mới sáng tạo, nâng cao tính ứng dụng thực tiễn của sản phẩm. Việc phối kết hợp các ngành với nhau cũng mở rộng tầm kiến thức của sinh viên, giúp ích rất nhiều cho sự nghiệp của các em sau này”, PGS.TS Trần Quốc Bình khẳng định.

Phó hiệu trưởng Trường ĐH Khoa học tự nhiên cho biết, nhà trường ủng hộ sinh viên tiếp tục phát triển nghiên cứu của chính các em hoặc chuyển tiếp cho các nhóm sinh viên kế thừa. Thầy cô hướng dẫn trên cơ sở nghiên cứu cũng có thể đề xuất đề tài, nhiệm vụ nghiên cứu, phát triển thành sản phẩm hoàn chỉnh để chuyển giao, ứng dụng trong thực tiễn.

Đại học Quốc gia Hà Nội và Trường ĐH Khoa học Tự nhiên tổ chức các cuộc thi hoặc hoạt động giới thiệu sản phẩm giá trị cao tới các nhà tài trợ, thường sự kiện như vậy tổ chức 2-3 lần/năm. Các kết quả nghiên cứu tiềm năng có thể được phát triển thành đề tài nghiên cứu. Dự kiến, với những kết quả xuất sắc, nhà trường có thể giao đề tài cơ sở để các em có cơ hội tiếp tục hoàn thiện sản phẩm. Kết quả nghiên cứu tiếp tục công bố trên tạp chí khoa học.