Khí hậu thủy văn là một lĩnh vực khoa học được phát triển khá sớm trên thế giới. Do có ý nghĩa quan trọng trong sự sống nên sự nghiên cứu về KHTV luôn được quan tâm phát triển. Cho đến nay, hầu hết các nơi trên thế giới đều đã có sự nghiên cứu về KHTV. Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật - công nghệ, mạng lưới quan trắc các yếu tố KHTV được bố trí trên khắp thế giới, kể cả các khu vực không có con người sinh sống. Ngoài sự quan trắc về KHTV trên mặt đất còn được thực hiện trên cao, tại các tầng khí quyển. Việc xem xét một cách có hệ thống những giai đoạn phát triển của khoa học về KHTV có một ý nghĩa quan trọng trong việc đưa ra những nghiên cứu mới, phù hợp với quy luật phát triển khách quan, giúp chúng ta xác định chiến lược phát triển các lĩnh vực nghiên cứu hiện tại và tương lai.

Các nghiên cứu về KHTV hiện nay tập trung vào các lĩnh vực: Sự biến đổi các yếu tố KTTV theo không gian và thời gian gồm: Mưa, nhiệt độ, độ ẩm, nắng, gió, bốc hơi, áp suất không khí, bức xạ, dòng chảy, bùn cát. Tác động của sự vận động các yếu tố KTTV đến các lĩnh vực đời sống, kinh tế - xã hội nói chung như:

- Nghiên cứu chế độ khí hậu ảnh hưởng đến nông nghiệp (bố trí cơ cấu mùa, vụ; tồn tại, sinh trưởng đối với cây trồng,...); phát triển năng lượng gió, năng lượng mặt trời; quy hoạch xây dựng phát triển cơ sở hạ tầng; phòng chống các hiện tượng thời tiết nguy hiểm như bão, áp thấp nhiệt đới, dông, lốc, hạn hán,...

- Nghiên cứu chế độ thủy văn (dòng chảy sườn dốc, trong sông, tính chất hóa lý của nước) liên quan đến các lĩnh vực: Bố trí mùa vụ , tưới tiêu, nuôi trồng thủy hải sản, phát triển năng lượng thủy điện; xây dựng các công trình cơ sở hạ tầng, giao thông thủy, phòng chống lũ lụt và bảo vệ môi trường sinh thái; quy hoạch, khai thác nguồn nước phục vụ dân sinh - kinh tế.

Ở nước ta, nghiên cứu KHTV cũng có lịch sử phát triển khá lâu, đặc biệt là lĩnh vực thuỷ văn. Từ thời cổ xưa tổ tiên ta đã chú ý quan sát các hiện tượng tự nhiên, thu thập kiến thức KHTV để ứng dụng trực tiếp trong sản xuất hàng ngày.

Cuối thế kỷ XIX, với mục đích khai thác thuộc địa, thực dân Pháp đã đặt một số trạm thủy văn trên sông Hồng, sông Đà, sông Lô và ở vùng dân cư trù phú, đất đai phì nhiêu như các trạm ven sông Đuống, sông Luộc,.... Số trạm quan trắc thưa thớt, quy phạm đo đạc không rõ ràng nên số liệu có độ chính xác không cao. Thực tế công tác KTTV nước ta chỉ được bắt đầu sau hòa bình lập lại năm 1954. Chúng ta bắt tay vào công cuộc khôi phục kinh tế và bước đầu xây dựng cơ sở vật chất cho chủ nghĩa xã hội. Do nước ta là một nước nông nghiệp nên công tác thủy lợi được đặt lên hàng đầu với hai nhiệm vụ chính là chống hạn hán và lũ lụt.

Hiện nay và trong tương lai, thông tin, dữ liệu về KHTV trong xã hội sẽ đóng một vai trò ngày càng quan trọng hơn, đây sẽ là động lực tạo ra một giai đoạn phát triển mới về khoa học KHTV. Các vấn đề về KHTV vùng, miền đã được quan tâm và nghiên cứu, với hướng phát triển đi sâu vào chuyên ngành, bám sát thực tiễn - theo nhu cầu của sản xuất nông, lâm nghiệp, khai thác thủy điện, giao thông xây dựng,....

Tại hầu hết các tỉnh cũng đã có nghiên cứu về đặc điểm KHTV với mức độ chi tiết hơn và được xuất bản phục vụ rộng rãi trong xã hội. Do yếu tố KTTV luôn có sự biến đổi theo thời gian nên nghiên cứu về KHTV thường được cập nhật 10 năm một lần. Cùng với sự phát triển của kinh tế xã hội, nghiên cứu KHTV cũng mở rộng theo hướng phục vụ đa mục tiêu, chú trọng hơn đối với các mục tiêu kinh tế trọng điểm. Tại khu vực miền Trung nói chung, tỉnh Thừa Thiên Huế nói riêng trong những năm qua có khá nhiều đề tài, dự án nghiên cứu về lĩnh vực KHTV, trong đó tập trung chủ yếu vào các lĩnh vực phục vụ phòng, chống thiên tai; hạn chế rủi ro do thiên tai và khai thác, sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên trong phát triển kinh tế - xã hội. Các dự án, đề tài nghiên cứu điển hình như sau:

1. Đề tài: Nghiên cứu thuỷ văn - thuỷ lực, mô phỏng và dự báo mức độ ngập lụt vùng hạ du thành phố Đà Nẵng phục vụ công tác phòng chống lũ lụt của Thành phố, KS Hoàng Tấn Liên và nnk - Đài KTTV khu vực Trung Trung Bộ, 2000;

2. Đề tài: Xây dựng bản đồ phân vùng ngập lụt và phương án cảnh, dự báo lũ và nguy cơ ngập lụt hạ lưu sông Hương - sông Bồ tỉnh Thừa Thiên Huế, KS Trương Đình Hùng và nnk - Đài KTTV khu vực Trung Trung Bộ, 2001;

3. Đề tài: Nghiên cứu, xây dựng bản đồ ngập lụt, phương án cảnh báo, dự báo nguy cơ ngập lụt hạ lưu các sông tỉnh Quảng Ngãi, KS Hoàng Tấn Liên và nnk - Đài KTTV khu vực Trung Trung Bộ, 2001;

4. Đề tài cấp Nhà nước: Điều tra, nghiên cứu và cảnh báo lũ lụt phục vụ phòng tránh thiên tai ở các lưu vực sông miền Trung, PGS-TS Cao Đăng Dư - Viện Khoa học KTTV và Môi trường, 2001;

5. Đề tài: Nghiên cứu tổng hợp đặc điểm khí hậu thuỷ văn tỉnh Quảng Ngãi, KS Trương Đình Hùng và nnk - Đài KTTV khu vực Trung Trung Bộ, 2002;

6. Đề tài: Nghiên cứu đặc điểm khí hậu thuỷ văn tỉnh Thừa Thiên Huế, Nguyễn Việt, 2003;

7. Dự án: Nghiên cứu phát triển bền vững vùng đầm phá tỉnh Thừa Thiên Huế, do Vùng Nord Pas de Calais (NPC) Pháp tài trợ, (1998-2003);

8. Dự án: Quy hoạch chỉnh trị sông Hương, Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam, 2004;

9. Dự án: Quản lý tổng hợp vùng ven bờ, do Hà Lan tài trợ (ICZM), 2001-2005;

10. Đề tài “Xây dựng cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc đề xuất mức báo động lũ trên các hệ thống sông chính thuộc tỉnh Thừa Thiên Huế”, KS Hoàng Tấn Liên và nnk - Đài KTTV khu vực Trung Trung Bộ, 2006;

11. Đề tài cấp Bộ: Nghiên cứu xây dựng mô hình dự báo khí hậu cho Việt Nam dựa trên kết quả của mô hình động lực toàn cầu, TS Nguyễn Văn Thắng - Viện Khoa học KTTV và Môi trường, 2006;

12. Đề tài cấp Nhà nước: Kiểm kê, đánh giá tài nguyên khí hậu Việt Nam,TSKH Nguyễn Duy Trinh - Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn & Môi trường, 2006;

13. Đề tài: Nghiên cứu tổng hợp tài nguyên khí hậu thuỷ văn phục vụ các khu du lịch TP Đà Nẵng, KS Nguyễn Thái Lân và nnk - Đài KTTV khu vực Trung Trung Bộ, 2006;

14. Dự án: Quản lý tổng hợp các hoạt động trên đầm phá (IMOLA), do FAO tài trợ;

15. Dự án: Nâng cao nhận thức cộng đồng và khả năng ứng phó lũ lụt của cộng đồng dân cư tỉnh TT-Huế, Cơ quan phát triển quốc tế New Zealand (NZAID), 2006;

16. Đề tài: Nghiên cứu phương án cảnh báo, dự báo lũ lụt hệ thống sông Hương, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 2007-2008;

17. Đề tài: Nghiên cứu xây dựng mức báo động lũ, hệ thống cảnh báo, dự báo lũ cho sông Truồi, sông Bù Lu tỉnh Thừa Thiên Huế, KS Hoàng Tấn Liên và nnk - Đài KTTV khu vực Trung Trung Bộ, 2009.

18. Đề tài: Xây dựng bổ sung mốc báo lũ, mức báo động lũ sông Trà Câu, phương án cảnh báo, dự báo nguy cơ ngập lụt cho các địa phương vùng ngập lụt tỉnh Quảng Ngãi, KS Hoàng Tấn Liên và nnk - Đài KTTV khu vực Trung Trung Bộ, 2009;

19. Đề tài: Đánh giá mức độ rủi ro vùng bờ tỉnh Thừa Thiên Huế do nước biển dâng và xây dựng phần mềm trợ giúp ra quyết định, Viện Cơ học, 2010;

20. Đề tài: Nghiên cứu bổ sung đặc điểm khí hậu thuỷ văn tỉnh Quảng Ngãi, KS Hoàng Tấn Liên và nnk - Đài KTTV khu vực Trung Trung Bộ, 2011;

21. Dự án: Nâng cao năng lực thích ứng với thiên tai tại miền Trung Việt Nam, Jica, 2009-2012;

22. Dự án: Xây dựng năng lực thích ứng với biến đổi khí hậu ở khu vực Châu Á (M-BRACE) tại tỉnh Thừa Thiên Huế, 2013;

23. Đề tài; Nghiên cứu ứng dụng mô hình toán để dự báo sóng vùng ven biển tỉnh Thừa Thiên Huế, Viện Nghiên cứu Biển và Hải đảo, 2013;

24. Đề tài: Nghiên cứu, hiệu chỉnh bản đồ nguy cơ ngập lụt, mốc báo lũ theo các mức báo động lũ mới phục vụ phòng tránh, giảm nhẹ thiệt hại do thiên tai tỉnh Quảng Ngãi, ThS Phạm Văn Chiến và nnk, Đài KTTV khu vực Trung Trung Bộ, 2013;

25. Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng bộ mô hình MIKE dự báo theo thời gian thực biến đổi của chế độ thủy văn và môi trường nước phục vụ cho phát triển bền vững kinh tế - xã hội vùng đầm phá Tam Giang - Cầu Hai, Trường Đại học Khoa học Huế, 2014;

26. Dự án: Nghiên cứu thủy tai do biến đổi khí hậu và xây dựng hệ thống thông tin nhiều bên tham gia nhằm giảm thiểu tính dễ bị tổn thương ở Bắc Trung Bộ Việt Nam (CPIS), DANIDA, Bộ Ngoại giao Đan Mạch, 2012-2015

27. Đề tài: Ứng dụng viễn thám và công nghệ GIS để phân vùng khí hậu nông nghiệp chuyển đổi cơ cấu cây trồng hợp lý tại tỉnh Thừa Thiên Huế, Viện Khoa học Khí tượng thủy văn và Biến đổi khí hậu, 2015.

Về cơ sở dữ liệu

Nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu được phát triển song song với sự phát triển của công nghệ thông tin. Trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, kinh tế xã hội trong nước cũng như trên thế giới, CSDL luôn có vai trò vô cùng quan trọng. Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ trên toàn cầu về khoa học kỹ thuật nói chung, công nghệ thông tin nói riêng, CSDL xây dựng được chuẩn hóa, có tính tương thích cao - dễ khai thác, sử dụng. Tuy nhiên, trong từng lĩnh vực riêng, tùy theo mục đích, phạm vi khai thác nên CSDL theo các chuyên ngành vẫn có thể có những quy chuẩn riêng.

CSDL ngày nay được biết đến như là một thư viện, một nguồn thông tin đa dạng và ngày càng phát triển. Mọi thông tin có thể được truy cập, tiếp cận từ hệ thống các CSDL. Nhiều công ty trên thế giới đã tham gia vào ngành công nghiệp sản xuất CSDL và khai thác, kinh doanh thông tin trực tuyến.

Xây dựng CSDL hiện nay được Nhà nước và các địa phương rất quan tâm. Sự phát triển mạnh về công nghệ thông tin đã tạo đà cho việc xây dựng, phát triển CSDL trong hầu hết các lĩnh vực của nền kinh tế - xã hội. Nhiều dự án xây dựng CSDL với quy mô lớn đã và đang được thực hiện.

Trong lĩnh vực tài nguyên môi trường, Dự án CSDL Tích hợp Tài nguyên và Môi trường Quốc gia đã được thực hiện, với mục tiêu chính là xây dựng một CSDL tích hợp các dữ liệu của các ngành thuộc lĩnh vực tài nguyên và môi trường. Cơ sở dữ liệu tích hợp tài nguyên và môi trường là đầu mối điện tử, nhằm tập hợp các ngân hàng dữ liệu trong ngành và cung cấp cơ chế để các đơn vị và cá nhân trong ngành Tài nguyên và Môi trường trên phạm vi toàn quốc khai thác, sử dụng chung với nhiều mức truy nhập khác nhau. Ngoài ra, cơ sở dữ liệu tích hợp tài nguyên và môi trường còn phục vụ công tác chỉ đạo và điều hành của Bộ Tài nguyên và Môi trường, là điểm truy cập điện tử của Bộ Tài nguyên và Môi trường để nhận, cung cấp thông tin, dữ liệu cho Trung tâm Tích hợp dữ liệu của Chính phủ. Trong lĩnh vực này, trong thời gian qua, một số địa phương đã quan tâm, tổ chức triển khai xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính ở nhiều địa bàn gắn với đo đạc lập bản đồ địa chính, đăng ký đất đai, cấp Giấy Chứng nhận quyền sử dụng đất,... Điển hình như Đồng Nai, An Giang, Hải Phòng, Nam Định, Thừa Thiên Huế, Bình Thuận, TP. Hồ Chí Minh, ...

Trong lĩnh vực quản lý đất đai có dự án “Xây dựng CSDL tổng hợp đất đai ở Trung ương”, do Tổng cục Quản lý Đất đai thực hiện. Dự án này sẽ xây dựng CSDL tổng hợp về đất đai cấp trung ương - một phần của CSDL Quốc gia về tổng hợp đất đai cấp Trung ương có độ tin cậy cao, cung cấp những thông tin dữ liệu cơ bản để các bộ, ngành xây dựng chiến lược, quy hoạch phát triển của bộ, ngành mình, đồng thời là tiêu chí quan trọng để quản lý và bảo vệ tài nguyên và môi trường nói chung và tổng hợp về đất đai cấp Trung ương nói riêng. Mục tiêu chính của dự án này là xây dựng và đưa vào vận hành một CSDL tổng hợp về đất đai cấp Trung ương nhằm:

- Giúp các cơ quan quản lý đất đai cấp Trung ương có được một công cụ quản lý tốt, hiệu quả.

- Giúp cho các cá nhân, tổ chức trong toàn xã hội được tiếp cận thông tin tổng hợp về đất đai cấp Trung ương khi có các nhu cầu, hoạt động liên quan đến tổng hợp đất đai.

Trong lĩnh vực KHTV, CSDL luôn có vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực của kinh tế - xã hội. Hầu hết các vấn đề trong xã hội: Môi trường sống, năng lượng, nông nghiệp, giao thông, xây dựng,... đều chịu sự chi phối trực tiếp của các yếu tố khí hậu, thủy văn. Sự không đầy đủ về dữ liệu KHTV đã gây không ít khó khăn trong nhiều lĩnh vực. Ví dụ muốn thiết kế một công trình trên sông như cầu, đập dâng,... mà tại đó không có dữ liệu về mực nước, lưu lượng dòng chảy; muốn phát triển nông nghiệp, bố trí thêm mùa vụ mà không có tư liệu về đặc điểm khí hậu thì không có cơ sở để đưa ra những quyết định đúng đắn được. Trong lĩnh vực phòng chống thiên tai cũng vậy, thiếu CSDL về KHTV nói chung, bão, mưa - lũ nói riêng thì rất khó có thể xây dựng được các phương án phòng chống cho phù hợp. Trong điều kiện hiện nay, nền kinh tế nước ta nói chung, tỉnh Thừa Thiên Huế nói riêng đang có sự phát triển mạnh mẽ thì vai trò của CSDL KHTV lại càng trở nên quan trọng hơn.

Trên thế giới, nhiều CSDL KHTV lớn đã được thiết lập và đóng vai trò hết sức quan trọng trong sự phát triển của ngành khoa học này. Cụ thể trong lĩnh vực dự báo thời tiết, dữ liệu đo đạc tại hầu hết các trạm quan trắc trên thế giới được tổng hợp, lưu trữ thành hệ CSDL. Hệ CSDL này được cập nhật thường xuyên và cung cấp trên mạng phục vụ cho việc chạy các mô hình dự báo khí hậu, thời tiết trên toàn cầu. Trong lĩnh vực thủy văn, CSDL của nhiều lưu vực sông quốc tế như lưu vực sông MêKông cũng đã được thiết lập, phát triển và khai thác cho nhiều mục đích như dự báo, khai thác nguồn tài nguyên nước.

Về cơ sở dữ liệu GIS (Geographic Information System), Trung tâm Phát triển ứng dụng GIS - Nhà xuất bản Tài nguyên - Môi trường và Bản đồ Việt Nam đã xây dựng một số sản phẩm CSDL dưới đây.

1. CSDL nền địa lý tỷ lệ 1/50.000 khu vực miền Trung: Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế, Quảng Ngãi.

- Mục đích: phục vụ xây dựng CSDL rà phá bom mìn ở Việt Nam của Bộ Tư lệnh Công Binh.

- Cơ sở dữ liệu bản đồ có khuôn dạng .SHP (ESRI), hệ tọa độ VN2000.

- Mức độ chi tiết tương đương bản đồ địa hình tỷ lệ 1/50.000.

- Cơ sở dữ liệu bao gồm 6 nhóm lớp dữ liệu như sau: Địa hình, thuỷ hệ, giao thông, dân cư, hành chính, thực vật.

- Các vùng đơn vị hành chính các cấp được nhập thông tin về mã hành chính, dân số, diện tích theo đơn vị hành chính tương ứng.

- Tất cả các đối tượng bản đồ thuộc các lớp bản đồ được nhập mã loại đối tượng và tên loại đối tượng theo quy định trong "Quy định kỹ thuật số hoá bản đồ địa hình tỷ lệ 1/10.000, 1/25.000, 1/50.000 và 1/100.000" do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành.

- Nguồn dữ liệu: CSDL được xây dựng từ tư liệu là bản đồ địa hình chính quy do Bộ Tài nguyên và Môi trường xuất bản.

2. CSDL nền địa lý tỷ lệ 1/100.000 khu vực miền Bắc

- Mục đích: phục vụ lập bản đồ quy hoạch năng lượng của Viện Năng lượng- Bộ Công thương.

- Cơ sở dữ liệu bản đồ có khuôn dạng .TAB (MapInfo), hệ tọa độ VN2000.

- Mức độ chi tiết tương đương bản đồ địa hình tỷ lệ 1/100.000.

- Danh mục các lớp dữ liệu tương tự như CSDL nền địa lý tỷ lệ 1/50.000 khu vực miền Trung.

Tại tỉnh Thừa Thiên Huế, dự án xây dựng hệ thống thông tin địa lý (Geography Information System - GIS) tỉnh Thừa Thiên Huế (GISHue) đã được thực hiện. Mục tiêu tổng quát của dự án là “CNTT nói chung, công nghệ GIS nói riêng được ứng dụng một cách có hiệu quả ở các cơ quan hành chính, các tổ chức sự nghiệp và các doanh nghiệp trên địa bàn, góp phần đạt được mục t iêu của chương trình cải cách hành chính và chương trình ứng dụng, phát triển CNTT giai đoạn 2006-2010 của địa phương”. Dự án có 4 mục tiêu cụ thể. Một là “Các thông tin đa ngành liên quan đến các điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên, môi trường, kinh tế và xã hội của tỉnh và một số ngành kinh tế-xã hội trọng điểm được thu thập, tổng hợp và chuyển đổi về dạng dữ liệu số lưu giữ trong máy tính. Hai là “Các cơ sở dữ liệu thông tin địa lý của tỉnh được tạo lập và sẵn sàng cho các mục đích sử dụng khác nhau". Ba là “Các cơ quan chuyên môn của UBND tỉnh, thành phố Huế và các huyện có đủ cơ sở hạ tầng vật lý, các phần mềm và nhân lực để quản lý và sử dụng các CSDL thông tin địa lý đã và sẽ được xây dựng”. Mục tiêu cuối cùng là “Hệ thống thông tin địa lý của tỉnh được khai thác thử nghiệm và ứng dụng phục vụ các hoạt động quản lý của các ngành và các địa phương”.

Nội dung chính của dự án này là xây dựng một hệ thống thông tin và các công cụ cho phép người dùng lưu trữ, hỏi đáp, phân tích thông tin và hiển thị kết quả trên máy tính hoặc in ra thành các bản đồ. Ngoài ra, GISHue còn xây dựng bộ chuẩn GISHue, quy chế quản lý hệ thống và các cơ sở dữ liệu địa lý số, mà không phải chỉ là các bản đồ số hoá.

Như vậy, với tầm quan trọng to lớn đối với kinh tế xã hội, việc xây dựng CSDL đã và đang được Nhà nước, các địa phương quan tâm đầu tư. Sự phong phú, đầy đủ của CSDL trong mọi lĩnh vực là điều kiện thuận lợi cho sự quản lý, phát triển kinh tế xã hội. Đối với tỉnh Thừa Thiên Huế, trên nền tảng của GISHue, sự phát triển CSDL chuyên ngành là nhiệm vụ quan trọng, nhằm bổ sung cho hệ CSDL này ngày càng đầy đủ, đáp ứng được mục tiêu mà GISHue đã đề ra.

(Nguồn: Đề tài KHCN cấp tỉnh)