Cấp nước thông minh là nhu cầu thiết yếu của các đô thị

  • Cập nhật: Thứ sáu, 23/9/2022 | 10:57:53 Sáng

Cấp nước thông minh là nhu cầu thiết yếu của các đô thị trên thế giới và Việt Nam. Để xây dựng, vận hành và quản lý hệ thống cấp nước thông minh, bắt buộc phải sử dụng giải pháp công nghệ thông tin.

tm-img-alt
Ảnh minh họa

Nước là yếu tố cơ bản thiết yếu trong cuộc sống, là nguồn lực tiên quyết cho mọi hoạt động của con người. Việc quản lý, và cân bằng nguồn tài nguyên quý giá này là mối bận tâm hàng đầu trong việc khai thác và sử dụng nước trong các hoạt động kinh tế.

Trong suốt quá trình từ khai thác đến sử dụng nước, các cơ quan quản lý và hoạt động dịch vụ cấp nước đóng vai trò quan trọng trong việc đưa nước đảm bảo chất lượng đến người sử dụng và bảo vệ nguồn nước an toàn, bền vững. Chìa khóa để có thể hoàn thành tốt vai trò này là ứng dụng công nghệ tiên tiến quản lý nước thông minh hơn, đó là các công nghệ trong lĩnh vực công nghệ thông tin và truyền thông, internet kết nối vạn vật (IoT), dữ liệu lớn, trí tuệ nhân tạo (AI), công nghệ cảm biến,…

Được gì khi quản lý nước thông minh hơn?

Quản lý nước thông minh được đề cập sau đây liên quan đến các hoạt động chính trong hoạt động quản lý và thực hiện dịch vụ cấp nước, đó là quản lý hệ thống phân phối, quản lý rò rỉ, giám sát chất lượng nước, hệ thống đồng hồ đo nước thông minh và tiết kiệm nước hiệu quả. Quản lý nước thông minh cho phép các công ty cấp nước:

 
  • Quản lý hiệu quả hệ thống từ xa, đơn giản hóa việc quản lý hệ thống, hoạt động phân phối, giám sát mạng lưới đường ống. Quản lý từ xa và tự động hóa có thể kiểm soát mọi khía cạnh của mạng lưới phân phối nước, xác định các vấn đề xảy ra để xử lý, giúp giảm lao động và chi phí.
  • Quản lý thủy lực (hay quản lý dòng chảy) nhằm xác định cách hiệu quả nhất việc đưa nước qua các đường ống khác nhau để đến một vị trí cụ thể một cách an toàn.
  • Phát hiện tức thì rò rỉ thất thoát nước giúp giảm tổn thất.
  • Quản lý ô nhiễm giúp theo dõi chất lượng nước trong toàn bộ mạng lưới theo thời gian thực, cải thiện chất lượng nước. Nhờ các loại cảm biến có thể phát hiện và đo nhiều loại hóa chất và tác nhân gây ô nhiễm, ngăn ngừa ô nhiễm do chất thải hay ô nhiễm tự nhiên.
  • Đồng hồ nước thông minh cung cấp dữ liệu tiêu thụ theo thời gian thực, tạo điều kiện cho khách hàng và đơn vị cấp nước có thể tương tác với nhau về tiêu thụ nước, thanh toán, hay sự cố rò rỉ, chất lượng nước… Các vấn đề xảy ra được xử lý theo thời gian thực.

Các công nghệ nước thông minh cho phép cơ quan quản lý thành phố và các công ty dịch vụ nước giám sát chặt chẽ cơ sở hạ tầng hệ thống nước, thí dụ như về các đường ống, máy bơm,…đang hoạt động như thế nào, hay điểm sự cố ở đâu để kịp thời xử lý; giúp giám sát mức tiêu thụ nước để tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên nước ở các cấp độ khác nhau, từ hộ gia đình, các ngành công nghiệp và toàn thành phố. Các dữ liệu từ hệ thống thông minh có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau từ quản lý lượng nước sử dụng hàng ngày đến các hoạt động như xây dựng chính sách về nước ở các quy mô khác nhau, là cơ sở cho các nhà quản lý lập kế hoạch, đưa ra các quyết định chuẩn xác hơn. Đối với người tiêu dùng, công nghệ nước thông minh cung cấp dữ liệu và thông tin cần thiết để sử dụng nước tiết kiệm hơn.

Ứng dụng công nghệ nước thông minh giúp đổi mới hoạt động cấp nước hiệu quả và tiết kiệm hơn, các cơ quan quản lý có thể truy cập vào dữ liệu hàng ngày, các báo cáo tổng hợp nhanh sẽ làm thay đổi phương thức quản lý và cách ứng phó trong hoạt động cấp nước.

Ứng dụng công nghệ

 

Các giải pháp thông minh ứng dụng trong công nghiệp nước bao gồm một loạt các công nghệ hiện đại như công nghệ giám sát từ xa, internet kết nối vạn vật (IoT), phân tích dữ liệu lớn, công nghệ truyền dữ liệu, phần mềm quản lý, đồng hồ đo nước thông minh, và các loại cảm biến, .v.v…Các công nghệ này cho phép giám sát hệ thống đường ống, máy bơm, van và động cơ cũng như tất cả cơ sở hạ tầng liên quan theo thời gian thực để có thể nắm bắt kịp thời những thay đổi trong phạm vi rộng lớn về số lượng và chất lượng, giúp ngành nước hoạt động hiệu quả.

Công nghệ cảm biến thu thập và được kết nối để truyền dữ liệu theo thời gian thực, thí dụ như các dữ liệu về chất lượng nước từ nước đầu nguồn đến vòi xả nơi sử dụng, về hệ thống đường ống hay các thiết bị trong hệ thống…Có rất nhiều loại cảm biến sử dụng cho các mục đích khác nhau đã được bán trên thị trường và sử dụng khá phổ biến trong ngành nước như các cảm biến theo dõi và cung cấp các thông số giám sát chất lượng nước gồm độ pH, độ mặn, nhiệt độ, độ dẫn điện, oxy hòa tan, dư lượng clo và độ đục, hay các cảm biến âm thanh lắp đặt trên các đường ống để phát hiện rò rỉ… Dữ liệu từ các cảm biến giúp ngăn chặn và xử lý kịp thời sự cố, hay sử dụng trong quản lý và lập kế hoạch, tối ưu hóa các hoạt động của ngành nước. Thí dụ các cảm biến phát hiện rò rỉ trong đường ống nước và ngay lập tức cảnh báo cho nhà cung cấp nước hay người tiêu dùng qua điện thoại thông minh để có hành động khắc phục tức thì giúp giảm thiểu hậu quả.

Internet kết nối vạn vật (IoT) hỗ trợ kết nối/tương tác giữa các thành phần trong hệ thống; cho phép tiếp cận thực tế và nhận dạng hình ảnh kỹ thuật số qua các công cụ "thông minh” theo thời gian thực. IoT giúp tiết kiệm chi phí vận hành, chi phí lao động vì giám sát từ xa và tự động hóa, đồng thời cũng mang lại lợi ích cho người tiêu dùng nhờ có thể tự giám sát việc sử nước qua các ứng dụng theo thời gian thực, nhận biết khi có rò rỉ, theo dõi lượng nước tiêu thụ,… cho phép khắc phục sớm các vấn đề phát sinh giúp giảm chi phí và sử dụng nước hợp lý hơn.

 

Đồng hồ nước thông minh không chỉ đo lưu lượng nước mà còn được kết nối với mạng lưới để có thể tương tác với khách hàng và công ty cấp nước; tự động thanh toán và quản lý khách hàng mà không cần nhân viên kiểm tra thực tế; hỗ trợ giám sát và phát hiện rò rỉ giúp giảm chi phí bảo trì, tổn thất do rò rỉ hay bao gồm cả việc phát hiện và chống gian lận.

Lưu trữ và xử lý dữ liệu: dữ liệu từ các cảm biến, đồng hồ đo nước thông minh được lưu trữ và xử lý dựa trên nền tảng được thiết kế để quản lý lượng lớn dữ liệu, một nền tảng tích hợp các tài nguyên dữ liệu chung cho nhiều ứng dụng như quản lý tài sản, quản lý các hoạt động dịch vụ, thanh toán…Các nền tảng quản lý và xử lý dữ liệu tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động kinh doanh linh hoạt, trôi chảy, giảm được nhân lực nên tăng hiệu quả và giảm chi phí.

IoT, AI và các công nghệ kỹ thuật số mới nổi khác ngày càng đóng vai trò quan trọng trong việc lập kế hoạch và thiết kế các hệ thống nước sạch, có tiềm năng cải thiện việc quản lý của ngành nước hiện nay và giải quyết các thách thức trong tương lai về an ninh nguồn nước, khả năng chống chịu với thiên tai và biến đổi khí hậu.

tm-img-alt
Ảnh minh họa

Thực tế

Nhiều thành phố trên thế giới đã hoặc đang trong quá trình triển khai các công nghệ để ngành nước thông minh hơn. Hầu hết đi theo hướng từng bước "thông minh hóa” dựa trên nền tảng hệ thống phân phối nước hiện có. Một số ví dụ như:

  • Công ty công ích South West Water của Vương quốc Anh đã đề xuất Công ty tư vấn Hitachi tối ưu hóa hoạt động cấp nước của mình bằng cách tích hợp các giải pháp IoT vào hệ thống cấp nước để sử dụng và phân tích dữ liệu theo thời gian thực nhằm tăng hiệu quả hoạt động quản lý. Vào giữa năm 2019, South East Water đã công bố các thử nghiệm phát triển và kết nối đồng hồ nước thông minh, đồng thời đặt các cảm biến âm thanh trên các đường ống ngầm, sử dụng mạng Narrowband-IoT (NB-IoT) của Vodafone (là công ty thông tin di động đa quốc gia Vương quốc Anh) để phát hiện và ngăn chặn chính xác các rò rỉ trong hệ thống phân phối nước. South East Water đang triển khai phần mềm phân tích để quản lý và phân tích dữ liệu cảm biến được cài đặt trên hệ thống nước, chẳng hạn như tốc độ dòng chảy, áp suất và chất lượng nước.
  • Công ty nước Louisville (Louisville Water Company) cung cấp nước uống cho gần một triệu khách hàng ở Louisville, thành phố lớn nhất tiểu bang Kentucky- Mỹ, có kế hoạch lắp đặt 280.000 đồng hồ đo nước thông minh thay thế đồng hồ đo nước cũ, cho phép truy cập tự động và tức thời vào dữ liệu tiêu thụ, liên lạc trong thời gian thực và thanh toán trực tiếp. Judy Sherer, giám đốc dự án của Louisville Water cho biết điều đó sẽ dẫn đến việc tiết kiệm chi phí vận hành "rất lớn".
  • Tại thành phố Lille của Pháp có mục tiêu cải thiện hiệu suất mạng lưới cấp nước nước từ 79% tăng lên 85% vào năm 2023, bằng cách sử dụng các giải pháp quản lý dựa trên IoT giúp giảm lượng nước thất thoát do rò rỉ và vận hành hệ thống nước trong thành phố hiệu quả hơn.
  • Tại Hàn Quốc, Gochang Waterworks là xí nghiệp cấp thoát nước của Gochang- là một quận nhỏ ở nông thôn cách thủ đô Seoul (Hàn Quốc) 260 km về phía Nam, đã triển khai đồng hồ đo nước thông minh tại 24.104 hộ gia đình ở Gochang vào cuối năm 2017. Dự án này nhằm cải thiện độ chính xác của dữ liệu dựa trên mức sử dụng để thanh toán và giúp giảm 19% chi phí do rò rỉ.

Tuy nhiên, có không ít rào cản đối với việc phát triển các hệ thống quản lý nước thông minh. Trước tiên là sự phức tạp của các hệ thống nước thông minh và những thách thức của việc áp dụng công nghệ mới có thể bị hạn chế vì việc lắp đặt, vận hành, bảo trì phức tạp và rủi ro; kế đến là những thách thức phát sinh khi tích hợp công nghệ mới vào hệ thống phân phối nước sẵn có; cũng như cản ngại trong nhận thức và sự tiếp nhận của các nhà quản lý và lực lượng lao động trong ngành nước. Hơn nữa, khi triển khai sử dụng đồng hồ đo nước thông minh, công nghệ cảm biến và kết nối IoT,…chắc chắn lượng dữ liệu ngày càng lớn dần, cộng thêm công nghệ tự động tiên tiến cũng phát sinh các vấn đề về an ninh. Do vậy, việc ứng dụng đòi hỏi phải có công nghệ, đầu tư, tài chính và các quy định pháp lý.



Nguồn Môi trường và Đô thị Việt Nam

  •  
Các tin khác

Mới đây,Thủ tướng ban hành Quyết định 925/QĐ-TTg phê duyệt Chương trình tăng cường bảo vệ môi trường, an toàn thực phẩm và cấp nước sạch nông thôn trong xây dựng nông thôn mới giai đoạn 2021 – 2025.

UBND tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu vừa ban hành Quyết định số 2358/QĐ-UBND phê duyệt Kế hoạch thực hiện Chiến lược Quốc gia về cấp nước sạch và vệ sinh nông thôn đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045.

Tỉnh Quảng Trị phấn đấu đến năm 2030 có 65% hộ dân nông thôn được sử dụng nước sạch đạt chất lượng theo quy chuẩn. Đến năm 2045 đạt 100% hộ dân nông thôn được sử dụng nước sạch và vệ sinh an toàn, bền vững…

Nước sạch là một nhu cầu thiết yếu trong cuộc sống, có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo vệ sức khỏe cho người dân. Tuy nhiên, nguồn nước sạch sinh hoạt một số khu vực ở nông thôn trong tỉnh vẫn là niềm khát khao của người dân.