Hai cha con bám sườn dốc 7 năm, làm hệ thống cảnh báo sạt lở của người Việt

Cơn bão Yagi đổ bộ vào tỉnh Quảng Ninh ngày 7/9/2024, gây thiệt hại nghiêm trọng về người và tài sản. Sau khi hoàn lưu bão suy yếu, điều kiện thời tiết dần ổn định, nhiều người kỳ vọng cuộc sống sẽ sớm trở lại trạng thái bình thường.

Tại phường Quang Hanh lúc đó, ảnh hưởng của bão Yagi hiện rõ qua những hàng cây gãy đổ và các tuyến đường bị bùn đất vùi lấp. Đặc biệt, người dân phát hiện nền đất bị biến dạng và nguy cơ sạt lở ở những căn nhà gần sườn đồi tăng cao.

Câu hỏi lớn nhất được người dân và chính quyền địa phương đặt ra là: Khu vực này còn bảo đảm an toàn, người dân có cần phải di dời?

Ký ức ám ảnh về cơn bão Yagi cùng kết luận "không được phép sai"

Trước tình hình đó, nhóm nghiên cứu do TS Dương Thành Trung, Phó Trưởng khoa Trắc địa, Bản đồ và Quản lý đất đai (Trường Đại học Mỏ - Địa chất) được giao phụ trách đo đạc trắc địa, dựng mô hình địa hình và triển khai hệ thống quan trắc nhằm đánh giá nguy cơ trượt lở tiếp diễn.

Sau khi tiếp nhận thông tin, 6 giờ sáng hôm sau, đoàn công tác mang theo các thiết bị đo đạc chuyên dụng, lên đường đi tới tổ dân phố số 5, phường Quang Hanh - khu vực được xác định có nguy cơ sạt lở.

Trên đường đi, ký ức về vụ sạt lở đặc biệt nghiêm trọng tại Làng Nủ (Lào Cai) vài ngày trước liên tục hiện lên trong suy nghĩ của TS Dương Thành Trung.

Những hình ảnh lực lượng cứu hộ, bộ đội và công an phải dò tìm nạn nhân bị vùi lấp giữa bùn đất trở thành động lực thôi thúc TS Trung và nhóm nghiên cứu phải hoàn thành nhiệm vụ một cách thận trọng và chính xác nhất trong chuyến công tác này.

“Chỉ cần một nhận định thiếu chính xác, hậu quả có thể không dừng lại ở thiệt hại vật chất, mà còn liên quan trực tiếp đến sinh mạng con người”, TS Dương Thành Trung nhớ lại.

Địa hình dốc, nền đất trơn trượt sau nhiều ngày mưa lớn khiến việc tiếp cận hiện trường và triển khai lắp đặt thiết bị gặp không ít trở ngại. Sau nhiều giờ đi bộ, nhóm nghiên cứu tiến hành khoan tại các vị trí có nguy cơ trượt lở cao để lắp đặt thiết bị quan trắc và thu thập dữ liệu.

Cùng thời điểm đó, các drone chuyên dụng bay trên cao để quét toàn bộ địa hình.

Những số liệu thu thập được giúp tái hiện chi tiết hiện trạng khu vực, các kết quả đo đạc được liên tục cập nhật và đối chiếu, kiểm tra chéo với dữ liệu địa chất nhằm loại bỏ sai lệch có thể dẫn đến đánh giá không chính xác.

Lúc này, các đánh giá khoa học do TS Trung và nhóm chuyên gia đưa ra trở thành cơ sở quan trọng để chính quyền địa phương cân nhắc phương án người dân “đi hay ở”.

Kết quả ban đầu cho thấy, nguy cơ sạt lở tiếp diễn ở mức không cao, sau 5 đợt khảo sát thực địa kéo dài trong khoảng hai tháng, toàn bộ quá trình đánh giá nguy cơ sạt lở tại phường Quang Hanh được triển khai theo đúng kế hoạch đề ra. 

Các hạng mục công việc do TS Dương Thành Trung phụ trách đạt kết quả tích cực, bảo đảm yêu cầu về tiến độ và độ tin cậy của dữ liệu. 

Đồng thời, hệ thống giám sát và cảnh báo sạt lở sớm do TS Trung nghiên cứu và phát triển trong suốt 7 năm đã được lắp đặt tại địa phương, góp phần nâng cao năng lực theo dõi và cảnh báo sớm nguy cơ thiên tai.

7 năm ấp ủ hệ thống cảnh báo sạt lở

Hệ thống giám sát và cảnh báo sạt lở sớm được thiết kế như một "lính gác công nghệ", đặt trực tiếp trên sườn dốc, có nhiệm vụ theo dõi liên tục các biến động địa hình và điều kiện địa chất. 

Hệ thống tích hợp nhiều lớp thiết bị cảm biến, gồm hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu (GNSS), cảm biến mực nước ngầm, đơn vị đo lường quán tính (IMU) và cảm biến lượng mưa.

Thông qua các cảm biến này, dữ liệu được thu thập tự động, truyền về trung tâm xử lý theo thời gian thực. 

Các thông số đo đạc sau đó được phân tích, đối chiếu để phản ánh trạng thái ổn định của sườn dốc, đồng thời phát hiện sớm những dấu hiệu bất thường có thể dẫn tới nguy cơ trượt lở.

Theo TS Trung, điểm cốt lõi của hệ thống không nằm ở một thiết bị đơn lẻ, mà ở cách các thành phần được kết nối thành một chỉnh thể thống nhất. 

Trước khi hệ thống được lắp đặt tại phường Quang Hanh, TS Dương Thành Trung đã trải qua một hành trình nghiên cứu kéo dài gần 7 năm để làm chủ công nghệ này. 

Xuất phát từ công việc nghiên cứu và giảng dạy thường ngày trong lĩnh vực trắc địa - địa chất, TS Dương Thành Trung sớm nhận thấy nhu cầu cấp thiết về một hệ thống có khả năng cảnh báo sạt lở đất, đá từ giai đoạn sớm. 

Ý tưởng này được ông ấp ủ từ thời gian du học tại Đài Loan (Trung Quốc), nơi các hiện tượng trượt lở sườn dốc diễn ra phổ biến và công tác giám sát thiên tai được đặc biệt chú trọng.

Từ những trải nghiệm nghiên cứu và quan sát thực tế đó, TS Trung từng bước định hình mục tiêu phát triển một giải pháp công nghệ có thể hỗ trợ cảnh báo sớm, góp phần giảm thiểu rủi ro và bảo vệ an toàn cho người dân sinh sống tại các khu vực có nguy cơ sạt lở.

“Làm khoa học hiện trường khác rất xa so với mô hình lý thuyết. Thiết bị có thể vận hành ổn định trong điều kiện phòng thí nghiệm, nhưng khi triển khai ngoài thực địa, chúng tôi phải đối mặt với mưa lớn, bùn đất, gián đoạn nguồn điện và tín hiệu truyền dữ liệu. 

Mỗi tình huống như vậy đều buộc tôi phải điều chỉnh, thậm chí xây dựng lại giải pháp kỹ thuật từ đầu”, TS Dương Thành Trung cho biết.

Mời con trai vào nhóm nghiên cứu

Nhận thấy một cá nhân khó có thể tạo ra một sản phẩm khoa học hoàn chỉnh, khoảng một năm trước, TS Dương Thành Trung bắt đầu xây dựng nhóm nghiên cứu của riêng mình. 

Trong bữa cơm gia đình, TS Dương Thành Trung chủ động mời con trai mình, khi đó là sinh viên năm nhất Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội, tới thăm phòng thí nghiệm nơi ông đang triển khai các hướng nghiên cứu.

Từ buổi tham quan ban đầu, con trai TS Trung đã giới thiệu thêm hai người bạn đang theo học tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội có cùng đam mê nghiên cứu khoa học đến lắng nghe. 

Khi bài toán nghiên cứu cụ thể được đặt ra, cả ba sinh viên đều bày tỏ sự quan tâm và tinh thần sẵn sàng tham gia. Từ những trao đổi đầu tiên đó, nhóm nghiên cứu liên ngành từng bước được hình thành.

Cả TS Dương Thành Trung và con trai đều có điểm chung là thiên về tư duy kỹ thuật, ít bộc lộ cảm xúc trong đời sống thường nhật. Trong sinh hoạt gia đình, mỗi người theo đuổi công việc riêng, những cuộc trao đổi chủ yếu xoay quanh các vấn đề thực tế, hiếm khi kéo dài.

Tuy nhiên, khi ở chung nhóm nghiên cứu, hai cha con có nhiều thời gian trao đổi hơn khi trên đường di chuyển, trong các buổi họp nhóm hay khi cùng nhau xử lý sự cố kỹ thuật.

Những cuộc trao đổi diễn ra tự nhiên, gắn với công việc cụ thể, qua đó giúp cả hai hiểu rõ hơn cách suy nghĩ, cách làm việc của nhau.

Không cần nhiều lời, sự đồng hành trong nghiên cứu đã trở thành cầu nối, tạo nên sự gắn kết và thấu hiểu được hình thành từ chính quá trình lao động khoa học chung.

"Khi các bạn trẻ được đặt vào những bài toán thực tiễn, được trao cơ hội thử nghiệm và chịu trách nhiệm với phần việc của mình, tôi nhận thấy chính mình cũng học hỏi được rất nhiều từ các bạn sinh viên", TS Dương Thành Trung chia sẻ.

Hệ thống cảnh báo sạt lở sớm của người Việt

Sau nhiều tháng miệt mài hoàn thiện và cải tiến, nỗ lực của nhóm nghiên cứu đã được ghi nhận bằng Giải thưởng Nhân tài Đất Việt 2025.

Khoảnh khắc sản phẩm được xướng tên tại Lễ trao giải Nhân tài Đất Việt 2025 mang lại cảm xúc đặc biệt cho cả nhóm. 

Với TS Dương Thành Trung, đó là sự ghi nhận cho nỗ lực nghiên cứu bền bỉ, cho những chuyến đi thực địa dài ngày và những lần thử nghiệm thất bại phải làm lại từ đầu. 

Với Dương Hồ Nam (con trai của TS Dương Thành Trung) và các thành viên trong nhóm, giải thưởng là minh chứng rằng những đóng góp cụ thể trong phòng thí nghiệm và ngoài hiện trường đã được nhìn nhận một cách công bằng.

Một trong những giá trị nổi bật của hệ thống giám sát và cảnh báo sạt lở sớm do nhóm của TS Dương Thành Trung phát triển nằm ở mức độ làm chủ công nghệ và khả năng nội địa hóa cao. 

Tính đến thời điểm hiện tại, khoảng 80% các thành phần của thiết bị GNSS đã được nghiên cứu, thiết kế và chế tạo trong nước, từ phần cứng đến phần mềm vận hành.

Trước đây, các hệ thống quan trắc và cảnh báo sạt lở tương tự chủ yếu phải nhập khẩu từ nước ngoài, với chi phí đầu tư cao và phụ thuộc lớn vào nhà cung cấp.

Theo TS Trung, nếu sử dụng thiết bị nhập khẩu, chi phí cho mỗi trạm quan trắc có thể lên tới 200-300 triệu đồng/trạm. 

Ngoài ra, quá trình bảo trì, hiệu chỉnh hoặc thay thế linh kiện cũng gặp nhiều khó khăn, bởi thiết bị thường phải gửi ra nước ngoài, kéo theo thời gian chờ đợi dài và chi phí phát sinh lớn.

Trong khi đó, với hệ thống do nhóm nghiên cứu trong nước phát triển, chi phí cung cấp cho các địa phương hiện ở mức từ 60-100 triệu đồng/ trạm (hoạt động trong 200m). 

Việc chủ động thiết kế và chế tạo giúp quá trình lắp đặt, vận hành và bảo trì được thực hiện ngay tại chỗ, rút ngắn thời gian xử lý sự cố và nâng cao tính liên tục của công tác quan trắc.

Bên cạnh phần cứng, toàn bộ phần mềm điều hành hệ thống cũng do nhóm nghiên cứu trực tiếp phát triển.

Dữ liệu từ các cảm biến được truyền về nền tảng quản lý dưới dạng giao diện web, cho phép cán bộ kỹ thuật và chính quyền địa phương theo dõi tình trạng sườn dốc theo thời gian thực, đồng thời tiếp cận các cảnh báo sớm khi xuất hiện dấu hiệu bất thường. 

Phần mềm này được thiết kế theo hướng chuyển giao trọn gói, giúp địa phương chủ động khai thác, vận hành và mở rộng hệ thống mà không phụ thuộc vào bên thứ ba.

Việc từng bước làm chủ công nghệ, giảm phụ thuộc vào thiết bị nhập khẩu không chỉ mang lại lợi ích kinh tế trực tiếp, mà còn góp phần nâng cao năng lực tự chủ khoa học - công nghệ trong lĩnh vực quan trắc và phòng chống thiên tai.

Theo TS Trung, đây là tiền đề quan trọng để các sản phẩm “Make in Vietnam” có thể tiếp tục được hoàn thiện, mở rộng ứng dụng và hướng tới triển khai ở nhiều địa phương có nguy cơ sạt lở trên cả nước.