Kỹ thuật viễn thám trong phát hiện dầu tràn dựa vào các cảm biến từ xa được sử dụng rất nhiều trên thế giới.Có rất nhiều loại tư liệu viễn thám đã hỗ trợ trong công tác giám sát, phát hiện vị trí dầu tràn gây ô nhiễm. Với thiết bị hồng ngoại phát hiện dầu vào ban đêm, laze tia cực tím (fluorosensor laser) phát hiện dầu. Kỹ thuật Radar có thể giám sát diện rộng, cả ngày lẫn đêm không phụ thuộc vào thời tiết mưa/nhiều mây. Chính vì vậy, hầu hết các bản đồ tràn dầu được sử dụng kỹ thuật radar.
Ô nhiễm dầu chưa rõ nguồn gốc ở bờ biển Việt Nam thường là sự ô nhiễm dưới hai dạng: thấy được bằng mắt thường: các mảng, vệt, váng dầu, các tảng, cục dầu ngậm nước trôi nổi ở vùng nước sát bờ hoặc các tảng, cục dầu đã bị phong hoá ở các mức độ khác nhau nằm trên bờ, bãi; không thấy được bằng mắt thường: dạng hoà tan trong nước hoặc lắng đọng trong trầm tích với hàm lượng vượt quá giới hạn cho phép trong tiêu chuẩn nước biển ven bờ.
Dựa vào kết quả nghiên cứu của đề tài cấp nhà nước hai loại tư liệu ảnh vệ tinh siêu cao tần là ENVISAT ASAR và ALOS PALSAR, với tổng số 110 cảnh (2007). Số lượng ảnh ENVISAT ASAR đã đặt mua là 10 cảnh, ở mức xử lý 1B. Số lượng ảnh ALOS PALSAR đã đặt mua là 80 cảnh, mức xử lý 4.2. Ngoài ra, 20 cảnh ảnh ENVISAT ASAR thu thập từ Cục Bảo vệ môi trường – Bộ Tài nguyên Môi trường cũng được sử dụng nhằm hỗ trợ phát hiện các vết dầu trên biển. Hiện nay, sau hơn 10 năm các thế hệ vệ tinh này đã dừng hoạt động, tuy nhiên đây cũng là nguồn tư liệu rất tốt giúp cho việc kiểm định, so sánh kết quả của mô hình xác định quỹ đạo dầu tràn ngược cùng với các ảnh vệ tinh thu nhận được trùng thời điểm.
Nguồn gây ô nhiễm dầu xuất phát từ khu vực có mỏ dầu
Kịch bản về nguồn gây ô nhiễm dầu xuất phát từ khu vực có mỏ dầu tại khu vực phía Nam Trung Quốc (trong vùng Vịnh Bắc Bộ), tọa độ tâm vùng ô nhiễm khoảng: Kinh độ 108045’ và vĩ độ 20050’. Cảnh ảnh vệ tinh Envisat Asar số hiệu: ASA_IM Orbit 25179 Track 75, Swath I1. Thời gian thu nhận: Ngày 24/12/2006 vào lúc 02:48.64 (UTC). 147 cảnh ENVISAT ASAR, 49 cảnh ALOS PALSAR (tháng 12/2006 đến tháng 4/2007) đã được sử dụng trong việc xác định nguồn ô nhiễm dầu.
Ngày 30/01/2007, dầu vón cục, thảm dầu kéo dài gần 20km từ khu vực biển Đà Nẵng đến Quảng Nam, ngoài khơi vệt dầu loang lan rộng vẫn đang nổi lềnh bềnh trên mặt nước, nhiều tảng dầu đen kịt bắt đầu rã ra và trôi trên biển. Hình 5 cho thấy vệt dầu được phát hiện sau xử lý, bắt đầu cho 6 tháng sự cố tràn dầu lớn xảy ra trên 20 tỉnh ven biển của Việt Nam.
Bản tin 1: Một số điểm cần lưu ý khi sử dụng Công nghệ viễn thám quang học và hồng ngoại nhiệt trong việc xác định vị trí thời gian, nguồn gốc dầu tràn trên biển từ giàn khoan
– Ảnh nhiệt thường là ảnh đen trắng và trên đó, tone ảnh sáng là những vùng có nhiệt độ cao, tone ảnh tối đen là những vùng có nhiệt độ thấp. Có thể tạo ảnh màu giả cho ảnh hồng ngoại. Các vùng có nhiệt độ cao thường được gắn màu nóng là màu đó và các vùng có nhiệt độ thấp được gắn màu lạnh là màu xanh. Để phân tích ảnh nhiệt độ một cách chính xác cần có ảnh thu được trong cả ngày và đêm cho một vùng biển để xác định vị trí dầu tràn.
– Nhiệt độ phân tích được là nhiệt độ bên ngoài bề mặt đối tượng chứ không phải nhiệt độ bên trong của vật hoặc đối tương
– Ảnh nhiệt thường bị nhiễu do ảnh hưởng của khí quyển. Ngoài ra độ méo hình học của ảnh quét nhiệt là khá lớn, do đó việc hiệu chỉnh hình học là rất cần thiết trong xử lý ảnh.
Trong điểu kiện hiện nay ở Việt Nam, việc ứng dụng công nghệ viễn thám kết hợp với GIS phục vụ giám sát sự cố ô nhiễm dầu tràn luôn là một giải pháp hữu hiệu và khả thi. Tuy vậy, cần tham gia đào tạo, chuyển giao công nghệ mới, trao đổi dữ liệu viễn thám và chuyên đề với các tổ chức quốc tế của các nước có công nghệ viễn thám tiên tiến trên thế giới như Mỹ, Pháp, Đức, Canada, Nhật Bản, Italia, Nga… và liên hệ với Tổ chức Hàng không vũ trụ châu Âu (ESA); Tổ chức Hàng không vũ trụ Nhật Bản (JAXA) nhằm đảm bảo được tiếp nhận rộng rãi các dữ liệu viễn thám phục vụ kịp thời nghiên cứu phát hiện nguyên nhân, vị trí và theo dõi diễn biến của sự cố tràn dầu ở biển nước ta. Đổng thời tiếp tục nghiên cứu sử dụng các phương pháp khác như chụp ảnh máy bay, phương pháp LIDAR và phương pháp phân tích mẫu dầu để xác định rõ đối tượng gây ô nhiễm và có căn cứ đòi bổi thường.
Bản tin 2: Quy trình truy xuất nguồn gốc dầu tràn không rõ nguyên nhân bằng công nghệ viễn thám
Quy trình truy xuất nguồn gốc dầu tràn không rõ nguyên nhân bằng công nghệ viễn thám bao gồm các công đoạn:
– Ước tính vệt dầu bằng mô hình lan truyền dầu ngược thời gian phục vụ công tác xác định vị trí, thời gian, nguồn gốc dầu tràn.
– Tìm kiếm ảnh vệ tinh (Quang học và Radar) tại khu vực ước tính từ mô hình
– Sử dụng các thông tin AIS để truy xuất nguyên nhân từ các hoạt động giao thông trên biển, và thông tin về các khu vực Mỏ khai thác dầu trên vùng Biển Việt Nam và Lân cận.
– Báo cáo, đề xuất phương án trong công tác tìm kiếm vệt dầu không rõ nguyên nhân trên vùng biển của Việt Nam
Bản tin 3: Truy xuất nguồn gốc dầu tràn không rõ nguyên nhân bằng công cụ trực tuyến WEBGIS
Dựa trên thuật toán mô phỏng mô hình lan truyền phần tử Lagriange, trong đó việc tối ưu các thành phần động lực để phù hợp trên môi trường WEBGIS, bài báo đưa ra trường dòng chảy HYCOM 1/12o và trường gió GFS 1/2o có kiểm định phù hợp với khu vực biển Việt Nam. Kết quả so sánh ảnh vệ tinh Sentinel-1 với mô hình xác định quỹ đạo ngược thời gian cho thấy, giá trị phù hợp nhất trong khoảng 7 ngày quá khứ (7 ngày dự báo).
Quy trình xác định quỹ đạo tràn dầu ngược thời gian được kết hợp công nghệ Viễn thám – Hệ thống thông tin Địa lý, mô hình động lực mô phỏng quá trình dầu tràn ngược thời gian tích hợp trên WEBGIS phục vụ công tác ứng phó truy xuất nguồn gốc dầu tràn không rõ nguyên nhân trên toàn bộ vùng biển của Việt Nam.
Bản tin 4: Xây dựng công cụ giám sát trực tuyến, truy tìm nguồn gốc dầu tràn ngược thời gian
Khi phát hiện ra dầu tràn trên biển không có nguồn gốc thì một vấn đề đặt ra là phải tìm nơi xảy ra sự cố dầu tràn. Như vậy đây là bài toán ngược từ vết dầu trên biển tìm lại nơi phát tích tràn dầu.
Thực hiện việc chạy ngược tìm kiếm vị trí, thời gian và nguồn gốc dầu tràn ta phải có nguồn dữ liệu đầu vào khai báo dựa trên những thông tin về thời gian, vị trí, thông tin về gió, dòng chảy…Có hai cách: cách 1, sử dụng mô hình Gnome trên Destop với công cụ xác định quỹ đạo dầu ngược thời gian hoặc sử dụng trang https://gnome.orr.noaa.gov/goods lấy dữ liệu để có được file HYCOM rồi đưa file HYCOM là file đầu vào của WEBGIS; cách 2 là trực tiếp sử dụng trên WEBGIS (đã có tích hợp Gnome).
Qua những ảnh vệ tinh hay ảnh rada hoặc tin báo trực tiếp từ địa phương xuất hiện vệt dầu… sẽ nhập trường khai báo gồm: thông số về hướng gió, tốc độ dòng chảy các thao tác này thực hiện trên công cụ xác định quỹ đạo dầu ngược thời gian.
Bản tin 5: Sự cố tràn dầu chưa xác định được nguồn phát sinh tại Hải Phòng
Sáng 26-2-2023, nhận được thông tin sự cố tràn dầu FO chưa xác định được nguồn phát sinh tại khu vực ven bờ từ Bến phà Gót đến Bến cảng số 3, Cảng quốc tế Hải Phòng tại Lạch Huyện, thị trấn Cát Hải, Sở Tài nguyên và Môi trường cùng cơ quan, đơn vị liên quan khẩn trương thực hiện công tác ứng phó. Đến 15 giờ 30 cùng ngày, lượng dầu trôi dạt tại khu vực bến Gót cơ bản được thu gom, với tổng lượng chất thải thu được 13.530 kg, bàn giao Công ty CP Hóa Anh để xử lý theo quy định.
Bản tin 6: Hải Phòng cơ bản khắc phục xong sự cố tràn dầu tại bến phà Gót
Sáng sớm 26/2, tại khu vực Bến phà Gót có hiện tượng dầu FO tràn loang. Vết dầu được xác định có chiều rộng từ 1 đến 3 mét, chiều dài khoảng 300 mét dọc theo bờ biển.
Chiều 27/2, lực lượng chức năng cơ bản đã khoanh vùng, khắc phục xong sự cố tràn dầu sau một ngày phát hiện lượng dầu tràn tại khu vực ven bờ từ Bến phà Gót đến Bến cảng số 3, Cảng quốc tế Lạch Huyện, thị trấn Cát Hải, thành phố Hải Phòng.
Cơ quan chức năng đã huy động phương tiện, trang thiết bị kỹ thuật của Công ty Cổ phần Hòa Anh (đơn vị có đủ năng lực thực hiện thu gom, vận chuyển xử lý dầu tràn và chất thải nguy hại) để xử lý triệt để, bảo đảm an toàn môi trường; chỉ đạo Hạt Quản lý đê điều Cát Hải xuất cấp lượng vật tư bao gồm 1.000 bao tải, 30 chiếc xẻng, 200 m2 bạt chắn sóng; huy động lực lượng tại chỗ của địa phương (thị trấn Cát Hải), lực lượng Đồn Biên phòng Cát Hải, Công an huyện, Công ty Cổ phần Tân Cảng thực hiện ngay công tác thu gom dầu tràn tại khu vực bến Gót.
Bản tin 7: Diễn tập ứng phó sự cố tràn dầu trên biển năm 2023 tại Đà Nẵng
Vào ngày 24-8-2023, buổi diễn tập để ứng phó với sự cố tràn dầu trên biển đã được tổ chức tại Đà Nẵng. Sở Tài nguyên và Môi trường đã phối hợp với các sở, ban, ngành, đơn vị, địa phương để thực hiện diễn tập này. Địa điểm được chọn cho diễn tập là khu vực bến cảng chuyên dùng của Nhà máy xi-măng Vicem Hải Vân, nằm tại phường Hòa Hiệp Bắc, quận Liên Chiểu.
Mục tiêu chính của diễn tập này là tăng cường khả năng ứng phó và khắc phục sự cố tràn dầu trên biển, nhằm bảo đảm môi trường biển. Tràn dầu trên biển không chỉ gây hậu quả nghiêm trọng cho môi trường, mà còn ảnh hưởng đến sinh kế của người dân sống ven biển và hoạt động kinh tế của các ngành liên quan.
Trong quá trình diễn tập, các đơn vị tham gia đã được trang bị kiến thức và kỹ năng cần thiết để ứng phó hiệu quả với sự cố tràn dầu. Các hoạt động trong diễn tập bao gồm việc xác định vị trí sự cố, triển khai các biện pháp khắc phục và phục hồi môi trường sau sự cố.
Diễn tập ứng phó sự cố tràn dầu trên biển năm 2023 tại Đà Nẵng không chỉ giúp cải thiện khả năng ứng phó với sự cố của cộng đồng, mà còn góp phần vào việc nâng cao nhận thức của mọi người về tầm quan trọng của việc bảo vệ môi trường biển.
Bản tin 8: Xuất hiện dầu loang bất thường trên bờ biển Tuy Hòa, Phú Yên
Vào sáng ngày 31/3/2023, nhiều người dân và du khách tắm tại bãi biển Tuy Hòa, Phú Yên đã phát hiện nhiều vệt dầu vón cục tấp vào sát mép nước biển trải dài hàng trăm mét. Điều đáng chú ý là trong những vệt dầu này có lẫn nhiều miếng mỏng hình tròn như đồng xu dày khoảng 2mm, đường kính từ 1cm đến 1,5cm. Khi tiếp xúc với dầu, người tắm biển đã cảm nhận được cảm giác trơn nhớt trên da, và rất khó để rửa sạch. Điều này không chỉ gây phiền toái cho người dân và du khách, mà còn đặt ra những lo ngại về tình hình môi trường tại khu vực này.
Ngay sau khi nhận được thông tin, ông Nguyễn Hữu Chiến, Trưởng Phòng Tài nguyên và Môi trường thành phố Tuy Hòa, đã cho biết sẽ cử bộ phận chuyên môn kiểm tra để có hướng đề xuất xử lý. Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Phú Yên cũng đã chỉ đạo Chi cục bảo vệ môi trường phối hợp với các ngành liên quan điều tra tìm hiểu nguyên nhân và có biện pháp xử lý.
Bản tin 9: Kiểm chứng kết quả chạy trên WebGIS để xác định đúng vị trí nguồn gốc dầu tràn
Để kết quả có tính thuyết phục hoặc để kiểm định kết quả chạy WEBGIS sẽ dùng lớp Thông tin tìm ảnh vệ tinh để tìm kiếm ảnh.
Khi đã có được ảnh cần chuẩn hóa các dữ liệu dầu tràn. Sử dụng phần mềm SNAP (Sentinel Application Platform) để xử lí ảnh
Trong trường hợp kết quả không khớp với thực tế sẽ phải nhập lại thông tin về dòng chảy và sóng ở bước đầu tiên khi chạy WebGIS.
Các số liệu được tải về theo tọa độ được khai báo với bước quá khứ là 7 ngày đối với trường dòng chảy (HYCOM) và 20 ngày với trường gió (GFS) theo khuôn dạng NetCDF.
Bản tin 10: Truy xuất nguồn gốc dầu tràn từ mô hình tràn dầu ngược thời gian và thành lập bản đồ tràn dầu
Kết quả ước tính các yếu tố vệt dầu, phát hiện tàu thuyền và ước lượng gió với kết quả mô hình ngược thời gian cho thấy thời gian xuất hiện vệt dầu đáp ứng được yêu cầu hỗ trợ tìm kiếm nguồn gốc dầu không rõ nguyên nhân. Cụ thể:
Mô hình cũng cho kết quả sai số nằm tong khoảng cách với bán kính 5km, với kết quả giải đoán ảnh phân giải 10m sẽ làm tăng khả năng phát hiện nguyên nhân dầu tràn khu vực ven biển.
Áp dụng mô hình tràn dầu ngược thời gian để xây dựng Bản đồ dầu tràn ngày 31/3/2023 tại thành phố Tuy Hòa , tỉnh Phú Yên