Khi dữ liệu trở thành 'người gác cửa' cho liên hồ chứa

Đó không phải là viễn tưởng – mà là cách vận hành hồ chứa hiện đại đang được triển khai trên chính những dòng sông Việt Nam.

Một đêm giữa tháng 8/2024, trước khi cơn bão số 3 đổ bộ, ông Nguyễn Văn Thanh – kỹ sư trực ca tại Trung tâm điều hành hồ Hòa Bình – nhận được cảnh báo trên màn hình điều khiển: mực nước các hồ thượng nguồn tăng bất thường.

Không cần điện thoại hay cuộc họp khẩn, hệ thống đề xuất lệnh điều tiết từ bản sao số (Digital Twin) đã hiện lên. Trong vòng 12 phút, lệnh xả được kích hoạt, phối hợp đồng thời với Thác Bà và Sơn La. Nhờ đó, 2.300 ha lúa vùng hạ du thoát khỏi nguy cơ ngập úng.

Khi dữ liệu "ra lệnh" cho dòng nước

Khi dữ liệu không còn là "hậu cần" mà trở thành "bộ não" ngành thủy lợi. Từ chỗ phụ thuộc vào kinh nghiệm và giấy bút, ngành thủy lợi Việt Nam đang bước vào kỷ nguyên quản lý bằng công nghệ và dữ liệu số.

Gần 7.300 hồ chứa trên cả nước – từ Sơn La, Hòa Bình đến Đồng Mít (Bình Định) – đang dần được tích hợp hệ thống quan trắc tự động, dữ liệu thời gian thực, và mô hình toán học để tối ưu vận hành liên hồ chứa.

Theo ông Lương Văn Anh, Phó Cục trưởng Cục Quản lý & Xây dựng công trình thủy lợi (Bộ NN&PTNT): "Vận hành hồ chứa không còn là việc đơn lẻ. Chúng tôi tích hợp dữ liệu từ cảm biến mưa, lưu lượng, mực nước, kết hợp bản đồ GIS (Hệ thống Thông tin Địa lý), không chỉ là bản đồ "xem cho biết", mà là bản đồ có trí tuệ.

Nó giúp các kỹ sư, nhà quản lý xem được không chỉ vị trí – mà còn biết thêm thông tin chi tiết gắn liền với vị trí đó, như: Mực nước hồ A đang ở mức bao nhiêu? Trạm đo mưa ở xã B vừa ghi nhận lượng mưa bao nhiêu mm? Vùng hạ du nào sẽ bị ngập nếu mở cửa xả hồ. Mô hình MIKE 11, SWAT, WEAP... để điều phối cả hệ thống hồ theo kịch bản: hạn hán, lũ bất thường, xâm nhập mặn".

Cụ thể là: Nếu lượng nước trong hồ chỉ đủ một nửa, mô hình sẽ đề xuất cách chia hợp lý: bao nhiêu cho tưới tiêu, bao nhiêu cho phát điện, bao nhiêu giữ lại môi trường.

Công nghệ đó giúp tiết kiệm 1,8 tỷ m³ nước mỗi năm – không phải là chuyện lý thuyết. Chỉ riêng từ 2019 đến 2021, việc vận hành liên hồ thông minh đã giúp tiết kiệm 1,4–1,8 tỷ m³ nước mỗi năm cho vùng đồng bằng Bắc Bộ trong vụ đông xuân. Không chỉ đủ nước gieo cấy, mà còn duy trì dòng chảy kỹ thuật cho môi trường – điều mà trước đây phải "hy sinh một bên".

Ở miền Trung, các tuyến chuyển nước như Cửa Đạt – Nghi Sơn, Rào Trổ – Vực Tròn được thiết kế trên cơ sở dữ liệu thực địa – thay vì chia theo ranh giới hành chính. Hồ Đồng Mít (Bình Định) là điển hình: cấp nước cho 6.700 ha, phục vụ đa mục tiêu – từ nông nghiệp đến bảo tồn sinh thái.

72% hồ vẫn "mù dữ liệu": bài toán của chuyển đổi số ngành nước

Thách thức vẫn còn: 72% hồ chưa có quy trình vận hành hiện đại. Dù thành tựu đáng kể, hiện vẫn chỉ có 28% số hồ có quy trình vận hành liên hồ; chỉ 17% lắp hệ thống quan trắc chuyên dụng. Nhiều hồ có tuổi đời hàng chục năm nhưng chưa có dữ liệu chính xác về dung tích thực tế - dẫn đến rủi ro lớn trong mùa mưa bão.

"Chúng tôi đang đẩy mạnh xây dựng kiến trúc chuyển đổi số 4 tầng: từ hạ tầng, dữ liệu, công nghệ đến dịch vụ vận hành thông minh. Đây không phải là chuyện gắn thêm cảm biến, mà là thiết kế lại tư duy và hệ thống quản trị nguồn nước", ông Lương Văn Anh nhấn mạnh.

Từ con người vận hành đến cộng đồng cùng vận hành như bên cạnh tự động hóa, ngành thủy lợi hướng đến mô hình người dân tham gia vào vận hành. Các ứng dụng di động đang được thử nghiệm cho phép nông dân: Xem lịch tưới, mực nước kênh, nhận cảnh báo lũ, hạn, xâm nhập mặn, gửi phản hồi, hiện trường cho trung tâm điều hành…

Ông Văn Anh chia sẻ: "Không ai hiểu dòng nước bằng chính người sống bên nó. Phản hồi từ hiện trường giúp chúng tôi cập nhật dữ liệu và điều chỉnh kịch bản chính xác hơn".

Dòng chảy tương lai bắt đầu từ dữ liệu hôm nay. Những cơn mưa bất thường, hạn hán kéo dài, nước biển dâng... là những hệ lụy của BĐKH. Nhưng với dữ liệu, mô hình toán, công nghệ số và sự tham gia của cộng đồng, ngành thủy lợi Việt Nam đang chuyển mình từ "ứng phó bị động" sang "dự báo chủ động".

Thứ trưởng Bộ Nông nghiệp và Môi trường Nguyễn Hoàng Hiệp cho rằng việc vận hành hồ thủy lợi hiện nay nhấn mạnh yếu tố đa mục tiêu. Hồ chứa thủy lợi không chỉ phục vụ sản xuất nông nghiệp mà còn phục vụ các ngành khác, không chỉ có chức năng tích nước, xả nước, tưới nước mà còn phục vụ hoạt động kinh tế. Ngoài ra, hồ thủy lợi phải đảm bảo sự an toàn, hồ có dung tích cắt lũ phải vận hành để cắt lũ…

"Bão số 3 năm 2024 là câu chuyện lớn trong vận hành hồ chứa, đặc biệt là hồ chứa liên vùng. Rất nhiều vấn đề đặt ra trong các quyết định và cách vận hành hồ chứa thủy lợi hiện nay để đảm bảo đa mục tiêu, vận hành hiệu quả và để hồ chứa thực sự là linh hồn của thủy lợi", Thứ trưởng Nguyễn Hoàng Hiệp cho biết.

Và trong cuộc sống hôm nay – có thể một lệnh điều tiết phát ra từ trung tâm điều hành hồ chứa – chính là thứ giúp một cánh đồng lúa không bị mất trắng, một dòng sông vẫn chảy dù trời nắng hạn kéo dài.

Mộc Miên