Trước bối cảnh tác động của biến đổi khí hậu ngày càng khó lường, thiên tai không còn theo quy luật, lĩnh vực thủy lợi, phòng, chống thiên tai cần một mô hình quản lý linh hoạt, thích ứng nhanh, ra quyết định kịp thời dựa trên cơ sở dữ liệu được số hóa để ứng phó hiệu quả hơn nhằm hạn chế thiệt hại về người và tài sản của nhân dân.
Chuyển đổi số trong lĩnh vực thủy lợi, phòng, chống thiên tai giúp nâng cao năng lực dự báo, cảnh báo sớm, ứng phó hạn hán, thiếu nước, xâm nhập mặn, lũ, ngập lụt, vận hành an toàn, hiệu quả công trình thủy lợi.
Ra quyết định kịp thời giúp giảm nhẹ thiên tai
Những năm qua, hạn hán, thiếu nước, xâm nhập mặn trên địa bàn cả nước thường xuyên xảy ra. Vì vậy, Cục Quản lý và Xây dựng công trình thủy lợi đã ứng dụng công nghệ số để cập nhật nhanh chóng, kịp thời, chính xác thông tin của hàng trăm nghìn công trình thủy lợi với hàng triệu dữ liệu khác nhau dựa trên nền tảng số để phục vụ chỉ đạo, điều hành, ứng phó hiệu quả. Trong đó, một số hệ thống thông tin, phần mềm mang tính chất chuyên ngành sâu đã được xây dựng và từng bước hỗ trợ có hiệu quả.
Đề cập đến vấn đề này, Cục trưởng Quản lý và Xây dựng công trình thủy lợi Nguyễn Tùng Phong cho biết: “Giai đoạn 2020-2025 là thời kỳ phát triển mạnh mẽ của các hệ thống thông tin, cơ sở dữ liệu trong lĩnh vực thủy lợi, điển hình như hệ thống thông tin hỗ trợ chỉ đạo, điều hành cấp nước phục vụ sản xuất vụ đông xuân khu vực trung du và Đồng bằng Bắc Bộ. Đây là công cụ hỗ trợ rất hiệu quả trong thực hiện các đợt lấy, điều tiết nước từ các hồ chứa thủy điện phục vụ gieo cấy lúa hằng năm; thu thập mực nước trực tuyến tại các công trình thủy lợi lớn; thu thập diện tích có nước ngày/lần và cung cấp định kỳ, thường xuyên, đột xuất. Qua đó đã mang lại hiệu quả lớn, hỗ trợ việc điều hành rút ngắn từ ba đợt xả nước như trước đây xuống còn hai đợt; giảm tổng lượng xả nước của các hồ thủy điện từ khoảng 5 tỷ m3 xuống khoảng 3 tỷ m3 trong các năm gần đây. Bên cạnh đó, các hệ thống thông tin quản lý vận hành và tưới tiêu, hệ thống thông tin quản lý quy hoạch thủy lợi, hệ thống cơ sở dữ liệu đập, hồ chứa thủy lợi cũng đã, đang hỗ trợ đắc lực cho việc nâng cao hiệu quả trong chỉ đạo, điều hành phòng, chống hạn hán, thiếu nước, xâm nhập mặn. Thí dụ như đợt xâm nhập mặn lịch sử trong mùa khô năm 2019-2020 ở vùng Đồng bằng sông Cửu Long, nhờ có thông tin, dữ liệu, Bộ Nông nghiệp và Môi trường đã đưa ra những quyết định chính xác, kịp thời để ứng phó cho nên chỉ có 59.000 ha lúa đông xuân bị thiệt hại, thấp hơn rất nhiều so với năm 2015-2016 là 405.000 ha”.
Những năm gần đây, việc đẩy mạnh ứng dụng chuyển đổi số tại Công ty TNHH MTV Khai thác công trình thủy lợi Bắc Hưng Hải cũng đã giúp nâng cao hiệu quả quản lý và vận hành, giảm sức lao động và có những thông tin nhanh chóng, chính xác trong điều hành.
Trưởng phòng Điều hành hệ thống Vũ Hữu Tuấn cho biết: “Trước đây, công nhân công ty phải thực hiện đo độ mặn, lượng mưa, mực nước bằng phương pháp thủ công. Để bảo đảm đủ những thông số cần thiết cần lượng công nhân lớn và khi đo có khi xảy ra sai số.
Vì vậy, công ty đã xây dựng được một hệ thống SCADA tương đối hoàn chỉnh bằng việc lắp đặt 11 thiết bị đo lượng mưa tự động cung cấp dữ liệu dự báo và cảnh báo ngập úng; 22 thiết bị đo mực nước để theo dõi và đưa ra các phương án điều hành kịp thời; ba trạm đo mặn tự động; 20 camera giám sát phát hiện sớm các sự cố và hỗ trợ điều hành từ xa; xây dựng bản đồ số chi tiết về hệ thống kênh, công trình và vùng tưới, tiêu trên nền tảng Google Maps để quản lý, lưu trữ, truy cập thông tin về công trình. Các công cụ, thiết bị SCADA không chỉ giúp cung cấp thông tin về công trình và đưa ra kế hoạch khai thác, vận hành, duy tu, bảo dưỡng công trình hiệu quả bảo đảm ở mức chi phí thấp nhất. Đồng thời, cung cấp kịp thời các thông tin về mực nước, lượng mưa, độ mặn… để điều hành hợp lý”.
Hoàn thiện hệ thống hạ tầng công nghệ
Thời gian qua, với sự hỗ trợ đắc lực từ chuyển đổi số, công tác dự báo, cảnh báo sớm thiên tai ngày càng hiệu quả hơn giúp các bộ, ban, ngành, địa phương có đầy đủ thông tin để chỉ đạo, điều hành và hạn chế thấp nhất các rủi ro do thiên tai gây ra.
Theo Trưởng phòng Quản lý đê điều (Cục Quản lý đê điều và Phòng, chống thiên tai) Trần Công Tuyên: “Hiện nay, chúng tôi đã thực hiện cơ sở dữ liệu WebGIS về đê điều ở 21 địa phương có đê từ cấp III trở lên. Từ đó, cung cấp đầy đủ thông tin, hình ảnh, tư liệu về các tuyến đê, nhất là các trọng điểm xung yếu đê. Đồng thời, phần mềm theo dõi mực nước các tuyến sông có đê được xây dựng, truy cập qua trang web và ứng dụng trên thiết bị android, iOS cung cấp thông tin về mực nước thực đo, mực nước báo động, giúp nắm bắt thông tin đầy đủ, kịp thời, tham mưu hiệu quả, nhất là khi chỉ đạo hộ đê. Đặc biệt, với 80 camera giám sát tại các vị trí trọng điểm xung yếu đê… đã quan trắc, theo dõi diễn biến công trình, mực nước lũ thời gian thực, giúp chủ động quản lý, bảo vệ, ứng phó. Ngoài ra, việc sử dụng flycam đã bổ sung cơ sở dữ liệu, hình ảnh hành lang bảo vệ đê, bãi, lòng sông, vị trí sạt lở, ngập do lũ lớn, đáp ứng kịp thời phòng, chống lũ, quản lý đê”.
Cũng từ năm 2020, Cục đã ứng dụng nền tảng Zalo để thông tin đến người dân về thời tiết, diễn biến thiên tai. Sau gần 5 năm hoạt động, mỗi năm gửi hơn 100 triệu tin nhắn đến các vùng bị thiên tai trên cả nước và có hàng trăm nghìn người theo dõi.
Để việc vận hành an toàn các công trình thủy lợi và ứng phó thiên tai hiệu quả thì dữ liệu đóng vai trò then chốt nhưng việc phát triển số liệu tự động đến nay chủ yếu vẫn phân tán, thiếu đồng bộ, chưa được chuẩn hóa; nhiều công trình thủy lợi chưa được thu thập dữ liệu quan trắc tự động, chưa kết nối dữ liệu thời gian thực; mô hình mô phỏng, cảnh báo chưa được trang bị. Vì vậy, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả phân phối nguồn nước, điều tiết lũ, bảo đảm an toàn đập và ứng phó thiên tai. Đặc biệt, việc ứng dụng công nghệ số, dữ liệu số và hoạt động trên môi trường mạng còn hạn chế. Mặt khác, thiếu hụt nguồn lực, hệ thống cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin, viễn thông, mạng lưới quan trắc khí tượng thủy văn chưa đồng bộ, chưa đáp ứng được yêu cầu của chuyển đổi số. Việc tích hợp, chia sẻ dữ liệu giữa các hệ thống cũng gặp nhiều khó khăn…
Trưởng phòng Quản lý vận hành và Tưới tiêu (Cục Quản lý và Xây dựng công trình thủy lợi) Nguyễn Mạnh Hùng cho rằng, thời gian tới, Cục phấn đấu hoàn thiện hệ sinh thái số ngành thủy lợi; chuẩn hóa và hình thành cơ sở dữ liệu quốc gia về thủy lợi; xây dựng tích hợp mô hình bản sao số (Digital Twin) cho các công trình lớn; ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy (ML) vào dự báo và điều hành vận hành hồ chứa thông minh; tích hợp dữ liệu quan trắc IoT với bản đồ số và phần mềm vận hành; đào tạo cán bộ chuyên sâu về công nghệ số, dữ liệu lớn và mô hình hóa; thúc đẩy thay đổi tư duy từ điều hành thủ công sang điều hành theo kịch bản thông minh.
Cùng với đó, áp dụng mô hình mô phỏng và dự báo, tích hợp hệ thống hỗ trợ ra quyết định, giúp xây dựng kế hoạch vận hành tối ưu, giảm rủi ro và lãng phí; kết hợp công nghệ viễn thám-GIS-AI trong giám sát diện tích canh tác, gieo trồng thực tế, dự báo nhu cầu tưới, phát hiện bất thường trong vận hành công trình. Công nghệ AI cũng hỗ trợ phân tích xu hướng, cảnh báo nguy cơ mất an toàn và lập kế hoạch vận hành theo mùa vụ.
Còn theo Cục Quản lý đê điều và Phòng, chống thiên tai, thời gian tới cần quan tâm, thúc đẩy hoàn chỉnh hệ thống cơ sở dữ liệu; hệ thống quản lý, khai thác dữ liệu phục vụ công tác quản lý.
Về lâu dài cần phát triển hệ thống hỗ trợ ra quyết định ứng dụng các công nghệ mới như: AI, cơ sở dữ liệu lớn, lưu trữ đám mây; đẩy mạnh xây dựng mạng lưới giám sát đồng bộ hệ thống đê, quản lý bãi sông; tăng cường áp dụng công nghệ mới trong thu thập dữ liệu như: Ảnh viễn thám độ phân giải cao, flycam, công nghệ LiDAR tạo bản đồ 3D... Đồng thời, tăng cường tập huấn, bồi dưỡng nâng cao năng lực ứng dụng công nghệ thông tin, chuyển đổi số của đội ngũ cán bộ, nhất là ở các địa phương để khai thác, cập nhật cơ sở dữ liệu, nâng cao hiệu quả công tác quản lý, bảo vệ đê và hộ đê…
