Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu mô phỏng và dự đoán chuyển động của vệt dầu loang tại vùng biển Việt Nam dựa trên phương pháp mô phỏng 3D

Ngành hàng hải đóng vai trò quan trọng trong vận tải hàng hóa toàn cầu, đặc biệt là dầu thô và nhiên liệu, tiềm ẩn nguy cơ tràn dầu lớn. Các sự cố tràn dầu trên thế giới đã gây ra những hậu quả nghiêm trọng. Tại Việt Nam, với đường bờ biển dài và hoạt động hàng hải nhộn nhịp, đặc biệt tại khu vực Hải Phòng, nguy cơ ô nhiễm môi trường do tràn dầu là rất cao. Do đó, việc nghiên cứu và phát triển các phương pháp mô phỏng, dự đoán chuyển động của vệt dầu loang là hết sức cần thiết để nâng cao năng lực ứng phó và giảm thiểu thiệt hại.

Tài liệu này hướng đến các nhà nghiên cứu, kỹ sư, cơ quan quản lý môi trường và các tổ chức liên quan đến an toàn hàng hải và ứng phó sự cố tràn dầu tại Việt Nam. Mục đích là cung cấp một công cụ mô phỏng và dự đoán hiệu quả, góp phần nâng cao năng lực tự chủ trong công tác quản lý và ứng phó với ô nhiễm dầu trên biển, đặc biệt tại các khu vực trọng điểm như Hải Phòng.

Luận án tập trung nghiên cứu và xây dựng mô hình mô phỏng 3D nhằm dự đoán chuyển động của vệt dầu loang trên biển Việt Nam, đặc biệt tại vùng biển Hải Phòng. Mục tiêu chính là phát triển một mô hình có khả năng mô phỏng quá trình di chuyển, mở rộng và trôi dạt của các hạt dầu, có tính đến các yếu tố môi trường như gió, sóng, dòng chảy, nhiệt độ nước biển và địa hình khu vực, đồng thời nâng cao độ chính xác thông qua việc điều chỉnh dữ liệu đầu vào thủy động lực và hiển thị quang cảnh 3D. Phương pháp nghiên cứu bao gồm việc tổng hợp và thống kê các nghiên cứu hiện có về tràn dầu để làm rõ tính mới của đề tài; giải thích nguyên lý thuật toán và các phương trình; sử dụng GIS để số hóa và xử lý dữ liệu địa hình; và áp dụng các mô-đun tính toán thủy động lực như MIKE Hydraudynamic, MIKE 21/3 Coupled FM cùng mô hình tự xây dựng dựa trên phương pháp Lagrange. Luận án cũng tiến hành phân tích và so sánh kết quả mô phỏng từ mô hình tự xây dựng với các phần mềm thương mại để kiểm chứng độ tin cậy. Đối tượng nghiên cứu là sự cố tràn dầu trên biển Việt Nam, với phạm vi thí điểm tại vùng biển Hải Phòng dựa trên các kịch bản tràn dầu giả định năm 2022 và trường hợp thực tế năm 2023. Về ý nghĩa khoa học, luận án đóng góp vào việc phong phú hóa nghiên cứu mô phỏng tràn dầu trong nước bằng cách xây dựng chương trình dựa trên phương pháp Lagrange. Về ý nghĩa thực tiễn, kết quả nghiên cứu giúp nội địa hóa công nghệ mô phỏng tràn dầu, giảm phụ thuộc vào phần mềm thương mại và nâng cao năng lực ứng phó sự cố. Điểm đóng góp mới của luận án là việc xây dựng thành công mô hình mô phỏng tràn dầu dựa trên phương pháp Lagrange phù hợp với điều kiện tự nhiên vùng biển Việt Nam, đặc biệt tại Hải Phòng, với khả năng điều chỉnh linh hoạt các tham số đầu vào và kiểm soát độ tin cậy. Đặc biệt, kết quả mô phỏng được tích hợp hiển thị quang cảnh 3D kết hợp bản đồ địa hình GIS, giúp nhận diện chính xác khu vực dầu bám dính vào bờ biển, mang lại độ chính xác cao và hỗ trợ hiệu quả trong việc ra quyết định ứng phó sự cố so với các mô hình 2D truyền thống.