GIỚI THIỆU CHUNG

Chuyển đổi số trong ngành thuỷ lợi là nhiệm vụ rất cấp bách, đặc biệt trong vấn đề chuyển đổi phương thức quản lý an toàn công trình thủy lợi, phòng chống hạn hán, thiếu nước, xâm nhập mặn, lũ, ngập lụt, úng từ hình thức truyền thống như hiện nay sang ứng dụng công nghệ thông tin hiện đại, tăng cường kết nối trực tuyến và tiệm cận thời gian thực, bảo đảm kịp thời ứng phó với các tình huống thiên tai đang có xu thế diễn ra ngày càng phức tạp và cực đoan. Các hệ thống thuỷ lợi hiện nay vẫn được quản lý vận hành và giám sát theo hình thức thủ công là chính, chỉ có khoảng hơn 40 hệ thống thủy lợi có công trình đầu mối được giám sát tự động một số dữ liệu khí tượng, thủy văn chuyên dùng và thông số vận hành, còn lại đều được đo đạc và báo cáo thủ công truyền thống. Các hệ thống giám sát tự động thường xuyên hỏng hóc, đặc biệt trong điều kiện thiên tai khốc liệt nên khó đảm bảo tính thông suốt của hệ thống.

Cơ sở dữ liệu (CSDL) về thủy lợi đã được xây dựng trong nhiều năm nhưng chủ yếu bị phân tán theo từng khu vực, dự án, nhiệm vụ chứ chưa được tập trung, quản lý khoa học phục vụ khai thác, cập nhật và chia sẻ sử dụng chung cho cả ngành thủy lợi. Ngoài ra, CSDL chưa được quản lý theo không gian và thời gian nên việc khai thác, cập nhật, tra cứu chưa được thuận tiện, giảm hiệu quả của CSDL. Với yêu cầu hình thành CSDL lớn về thủy lợi, việc xây dựng mã định danh công trình thủy lợi là hết sức cấp thiết. Theo Quyết định 20/2020/QĐ-TTg ngày 20/7/2020 của Thủ tướng Chính phủ về mã định danh điện tử của các cơ quan, tổ chức phục vụ kết nối, chia sẻ dữ liệu với các bộ, ngành, địa phương, mã định danh điện tử là chuỗi ký tự để phân biệt, xác định duy nhất khi kết nối, chia sẻ dữ liệu với các hệ thống thông tin, CSDL dùng chung và hệ thống mã định danh điện tử là tập hợp các mã định danh điện tử và các thông tin liên quan. Do đó, việc xác định cách thức đánh mã định danh điện tử các công trình thủy lợi để quản lý, kết nối, chia sẻ dữ liệu trong Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn trên phạm vi toàn quốc là rất quan trọng, là mắt xích quan trọng trong việc hình thành bộ CSDL dùng chung và hệ sinh thái số trong quản lý thủy lợi hiện nay.

Một hệ sinh thái thông tin ngành thủy lợi hoàn thiện cần các chức năng như cho phép thu thập, phân tích và giám sát dữ liệu về tài nguyên nước theo thời gian thực; có năng lực dự báo và ứng phó thiên tai với sự hỗ trợ của công nghệ số, giám sát theo thời gian thực giúp điều tiết công trình thủy lợi một cách tối ưu, giảm thiểu thiệt hại do thiên tai gây ra; hỗ trợ hiện đại hóa việc quản lý, vận hành và bảo trì các công trình thủy lợi; hỗ trợ xây dựng các kịch bản ứng phó linh hoạt, giúp các công trình thủy lợi thích ứng với các điều kiện khí hậu khắc nghiệt, đảm bảo an toàn cho cộng đồng và bảo vệ môi trường; áp dụng các giải pháp số trong quản lý thủy lợi giúp tối ưu hóa nguồn lực, giảm chi phí vận hành, bảo trì và tăng hiệu quả sử dụng tài nguyên nước. Bài viết này sẽ giới thiệu chi tiết về việc xây dựng, kết cấu, các phân hệ chính, chức năng, nội dung và cách thức xây dựng CSDL dùng chung phục vụ công tác chỉ đạo điều hành của Cục Thủy lợi và khai thác thông tin của người dùng bao gồm các địa phương, đơn vị quản lý vận hành công trình thủy lợi, người dân và những đối tượng khác quan tâm.

Mục tiêu và phạm vi xây dựng hệ thống: Nhằm xây dựng được bộ CSDL dùng chung và “Hệ thống thông tin thủy lợi” phục vụ công tác chỉ đạo, điều hành của Cục Thủy lợi, bao gồm việc cung cấp thông tin cho Lãnh đạo Cục, điều hành các bộ phận chuyên môn thuộc Cục và việc thực hiện các nhiệm vụ sự nghiệp công của các đơn vị sự nghiệp khoa học thuộc Bộ. Thời gian hoàn thành trong giai đoạn 2024-2025, sau đó sẽ được tiếp tục duy trì, cập nhật và phát triển ở các năm tiếp theo.

Nguyên tắc xây dựng hệ thống: Nguyên tắc xây dựng hệ sinh thái, tuân thủ nguyên tắc chỉ đạo của Chính phủ gồm “Đúng, đủ, sạch, sống” và bảo đảm các nguyên tắc bám sát theo chức năng, nhiệm vụ được giao và các hoạt động chuyên môn thường xuyên của Cục Thủy lợi và các đơn vị trực thuộc; đáp ứng yêu cầu, nhu cầu phục vụ của các đối tượng sử dụng; dùng chung CSDL nền, chia sẻ, kết nối CSDL chuyên ngành; có thể hoạt động độc lập giữa các lĩnh vực nhưng đảm bảo tính liên kết, liên thông thông qua mã định danh CTTL; tận dụng triệt để các nguồn dữ liệu, nền tảng trực tuyến hiện có và tích hợp các công nghệ số mới nhất hiện nay như mô phỏng số (Digital Twins), học máy (Machine leaning) và AI; và cuối cùng phải bảo đảm tính khả thi về khả năng duy trì, cập nhật hệ thống, trong đó nguồn dữ liệu sẽ được cập nhật từ các nhiệm vụ thường xuyên, từ các hệ thống đo đạc đang vận hành và sẽ gắn vào các nhiệm vụ thường xuyên của Cục Thủy lợi để thực hiện.

Cấu trúc của hệ thống thông tin: Hệ thống thông tin sử dụng tên tiếng Việt “HỆ THỐNG THÔNG TIN THỦY LỢI VIỆT NAM”, tên tiếng Anh “VIETNAM WATER RESOURCES INFORMATION SYSTEM (VNWIS)”. Để vận hành hệ thống này, Cục Thủy lợi đã đăng ký bản quyền và sử dụng tên miền https://thuyloivietnam.gov.vn. Hiện tại, Hệ thống đã xây dựng được khung nội dung chính và một số nội dung cơ bản của các module bên trong hệ sinh thái, chủ yếu là tích hợp các hệ thống con sẵn có.

Hệ thống bao gồm các phân hệ dùng chung: (i) Thông tin giám sát tổng hợp (trang chủ) phát triển từ các nội dung chính của các lĩnh vực chuyên môn khác nhau như quy hoạch, quản lý vận hành tưới tiêu, an toàn đập và hồ chứa nước…; (ii) CSDL - Bản đồ trực tuyến dùng chung về hiện trạng thủy lợi, quy hoạch thủy lợi và các atlas, tổng hợp khác; (iii) CSDL dùng chung về hiện trạng công trình thủy lợi, từ điển trực tuyến về thủy lợi.

Ngoài ra, có tất cả 08 hệ thống con (module) trong hệ thống thông tin VNWIS bao gồm: 1. Quy hoạch thủy lợi, cung thông tin, CSDL quản lý quy hoạch thủy lợi trên phạm vi cả nước, hệ thống này do phòng Quản lý quy hoạch phụ trách thực hiện;

2. Vận hành tưới tiêu, cung cấp thông tin, CSDL quản lý quản lý vận hành công trình thủy lợi phục vụ hiệu quả tưới tiêu, phòng chống hạn hán, thiếu nước, lũ, ngập lụt, úng trên phạm vi cả nước, hệ thống này do phòng Quản lý vận hành và tưới tiêu phụ trách thực hiện

3. Bảo vệ công trình và Chất lượng nước, cung cấp thông tin, CSDL về chất lượng nước, hoạt động trong phạm vi bảo vệ công trình thủy lợi, các công trình bị hư hỏng, xảy ra sự cố,… trên phạm vi cả nước do phòng Bảo vệ công trình và chất lượng nước phụ trách thực hiện;

4. An toàn đập và hồ chứa nước, là hệ thống thông tin, CSDL quản lý An toàn đập và hồ chứa nước trên phạm vi cả nước, hệ thống này do phòng An toàn đập và hồ chứa nước phụ trách thực hiện;

5. An ninh nguồn nước, là hệ thống thông tin, CSDL quản lý ANNN và KHCN trên phạm vi cả nước, hệ thống này do phòng An ninh nguồn nước và hợp tác quốc tế phụ trách thực hiện;

6. Kinh tế thủy lợi, là hệ thống thông tin, CSDL quản lý hạ tầng kết cấu thủy lợi, thủy lợi nội đồng và giá sản phẩm dịch vụ thủy lợi trên phạm vi cả nước, hệ thống này do phòng Kinh tế thủy lợi phụ trách thực hiện;

7. Nước sạch nông thôn, là hệ thống thông tin, CSDL quản lý công trình cấp nước tập trung, đảm bảo nguồn nước sạch cho khu vực nông thôn trên phạm vi cả nước, hệ thống này do Phòng Quản lý nước sạch nông thôn phụ trách thực hiện;

8. Đầu tư và xây dựng thủy lợi, là hệ thống thông tin, CSDL quản lý các dự án đầu tư, xây dựng thủy lợi trên phạm vi cả nước, hệ thống này do Phòng Quản lý Đầu tư và xây dựng thủy lợi phụ trách thực hiện.

Quản lý CSDL công trình thủy lợi bằng mã định danh

Để phục vụ xây dựng cơ sở dữ liệu dùng chung và thuận tiện chia sẻ dữ liệu bảo đảm liên thông ở tất cả các cấp, mã định danh điện tử của công trình thủy lợi đã được nghiên cứu xây dựng dựa trên các đặc thù quản lý của ngành Thủy lợi, bao gồm đặc thù về vị trí địa lý, loại hình công trình, quy mô và đơn vị quản lý..

Yêu cầu kỹ thuật xây dựng mã định danh cho công trình thủy lợi gồm: (1) tính duy nhất, mỗi công trình là một mã định danh duy nhất và không được trùng lặp với bất kỳ công trình nào khác trên phạm vi toàn quốc; (2) các tính duy nhất không thay đổi theo thời gian như vị trí địa lý, loại công trình đầu mối; (3) tính ngắn gọn theo các quy ước viết tắt và các mã định danh khác đã được quy định; (4) tính dễ quản lý, linh hoạt cập nhật bổ sung như số thứ tự theo danh mục tại các địa phương hoặc trung ương sẽ thống nhất sử dụng, xây thêm công trình mới thì kéo dài danh sách, lưu ý là số thứ tự theo danh sách tổng số công trình trên địa bàn tỉnh, phân theo từng loại công trình cho dễ quản lý khi thực hiện.

Từ các yêu cầu đó, đã xây dựng được cấu trúc chung mã định danh điện tử của mỗi công trình thủy lợi bao gồm 04 nhóm thông tin chính và dấu chấm “.” phân cách các nhóm thông tin như sau:

[AAA.TLBBBB.CCddd.phần mở rộng]

a) Nhóm 1 (AAA)

Nhóm ký tự thể hiện tên cơ quan có trách nhiệm quản lý cao nhất công trình thủy lợi, lấy theo Mã cấp 1 của Bộ, Ủy ban nhân dân các tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương quy định tại Quyết định của Thủ tướng Chính phủ số 20/2020/QĐ-TTg ngày 22/7/2020 về mã định danh điện tử của các cơ quan, tổ chức phục vụ kết nối, chia sẻ dữ liệu với các bộ, ngành, địa phương. Đối với công trình thuộc phạm vi quản lý của Bộ NN&PTNT: AAA là G10. Đối với công trình thuộc phạm vi quản lý của Ủy ban nhân dân cấp tỉnh: AAA là H01 đến H63.

b) Nhóm 2 (TLBBBB)

Nhóm ký tự thể hiện thông tin thứ tự hệ thống công trình thủy lợi, công trình thủy lợi (trường hợp công trình độc lập không thuộc hệ thống thủy lợi). TL: Ký hiệu quy ước định danh của công trình thủy lợi (để không bị lẫn với công trình thuộc các ngành, lĩnh vực khác); BBBB: Nhóm ký tự thể hiện số thứ tự hệ thống công trình thủy lợi, công trình thủy lợi thuộc phạm vi quản lý của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Ủy ban nhân dân cấp tỉnh, bao gồm 4 con số theo cấu trúc từ 0001 đến 9999.

c) Nhóm 3 (CCddd):

Nhóm ký tự thể hiện thông tin về công trình thuộc hệ thống công trình thủy lợi, cụ thể: CC- Ký hiệu loại công trình (quy định chi tiết tại Bảng 1); ddd - số thứ tự công trình thuộc hệ thống, đánh số tùy chọn từ 001-999.

Bảng 1: Quy định ký hiệu loại công trình (CC)

KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC

Hệ thống thông tin thủy lợi

Hiện tại, Cục Thủy lợi đã xây dựng được nền tảng Web tại trang https://thuyloivietnam.gov.vn/ với một số nội dung chính và đã tích hợp các hệ thống con hiện có bao gồm thông tin giám sát tổng hợp (trang chủ) phát triển từ các nội dung chính của các lĩnh vực chuyên môn khác nhau, thiết kế song song với các hệ thống con; CSDL - Bản đồ trực tuyến dùng chung: Hiện trạng thủy lợi, quy hoạch thủy lợi và các atlas, tổng hợp khác; CSDL dùng chung về hiện trạng thủy lợi, từ điển trực tuyến dạng Wiki về thủy lợi.

Các trang thông tin con (mô đun) được gắn phần mở rộng https://thuyloivietnam.gov.vn/ và tích hợp vào hệ thống chung bao gồm: http://vanhanhtt.thuyloivietnam.gov.vn/; http://quyhoach.thuyloivietnam.gov.vn/; AntoanCT.thuyloivietnam.gov.vn; Hệ thống thông tin Bảo vệ công trình thủy lợi: BaoveCT.thuyloivietnam.gov.vn; AnninhNN.thuyloivietnam.gov.vn; KinhteTL.thuyloivietnam.gov.vn; DautuXD.thuyloivietnam.gov.vn; NuocsachNT.thuyloivietnam.gov.vn.

Bên cạnh đó App điện thoại di động cũng được đồng thời xây dựng để đảm bảo thuận tiện khai thác, tra cứu.

Hình: Giao diện trang chủ của trang Hệ thống thông tin Thủy lợi Việt Nam

Hình:  CSDL – bản đồ trực tuyến dùng chung trong hệ thống

Xây dựng mã định danh CTTL: Trên cơ sở kết quả nghiên cứu và thực hiện thử nghiệm xây dựng mã cho các loại hình công trình với nhiều form mẫu, cách thức xây dựng mã khác nhau, sau khi xem xét và quyết định, Cục Thủy lợi đã tham mưu Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ban hành Quyết định số 1993/QĐ-BNN-TL ngày 26 tháng 6 năm 2024 về việc ban hành hướng dẫn tạm thời xác định mã định danh điện tử công trình thủy lợi trên phạm vi cả nước, trong đó bao gồm việc công bố mã định danh điện tử của các hệ thống công trình thủy lợi do Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thông quản lý. 

Tính đến thời điểm hiện tại, đã có tổng cộng khoảng 44.500 công trình thủy lợi phạm vi cả nước được đánh mã định danh và đưa vào CSDL dùng chung tại http://thuyloivietnam.gov.vn/ của Cục Thủy lợi.

KẾ HOẠCH PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG THÔNG TIN

Tích hợp dịch vụ dữ liệu khí tượng thủy văn chuyên dùng

Trong giai đoạn tiếp theo, để duy trì hệ thống “SỐNG”, Cục thủy lợi sẽ tổ chức rà soát, xây dựng hướng dẫn khai thác, thuê dịch vụ cung cấp dữ liệu đo trực tuyến khí tượng, thủy văn chuyên dùng phục vụ công tác quản lý, vận hành công trình thủy lợi, góp phần đảm bảo an toàn công trình và nâng cao hiệu quả phục vụ của các hệ thống công trình thủy lợi trên phạm vi toàn quốc, dần thay thế cho việc lắp đặt các thiết bị đo đạc tự động và giao cho các đơn vị quản lý, khai thác quản lý.

Theo đó trong giai đoạn tiếp theo sẽ triển khai các loại hình dịch vụ sau làm cơ sở tích hợp vào hệ thống, bao gồm: (1) dịch vụ đo lượng mưa tại công trình đầu mối, trên khu tưới, khu tiêu và trên lưu vực; (2) dịch vụ đo mực nước thượng, hạ lưu công trình đầu mối và tại các điểm khống chế trong khu tưới, khu tiêu; (3) dịch vụ đo độ mặn tại công trình ở vùng có ảnh hưởng của xâm nhập mặn; dịch vụ đo lưu lượng đến của một số nhánh sông suối lớn chảy vào lưu vực; (4) dịch vụ đo các chỉ số chất lượng nước thượng, hạ lưu công trình đầu mối và trong hệ thống kênh, rạch.

Thực hiện giám sát trực tuyến vận hành công trình thủy lợi

Các hệ thống công trình thủy lợi trên địa bàn cả nước, trong suốt quá trình hoạt động đến nay đã đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện cấp nước tưới và tiêu thoát nước đảm bảo sản xuất nông nghiệp. Việc quản lý vận hành các hệ thống được quy định tại Quy trình vận hành do cơ quan nhà nước có thẩm quyền ban hành, các đơn vị khai thác công trình thủy lợi có liên quan áp dụng để vận hành đảm bảo an toàn, phát huy tối đa hiệu quả của các hệ thống. Đối với các hệ thống liên tỉnh, khi có những tranh chấp về nguồn nước xảy ra thì việc giải quyết sẽ cơ bản theo quy trình vận hành và tình hình thực tế. Trong điều kiện phát triển công nghệ thông tin như hiện nay, việc thực hiện chuyển đổi số trong công tác chỉ đạo điều hành nói chung và giám sát công tác vận hành các hệ thống công trình thủy lợi là cần thiết. Thông qua kết quả giám sát sẽ đánh giá đầy đủ mức độ tuân thủ các quy định vận hành của các cá nhân, tổ chức có liên quan.

Với sự phát triển của nền tảng số về hệ thống thông tin về thủy lợi, hệ thống này cho phép tích hợp, hiển thị trên nền tảng hiện trạng thủy lợi chung của cả nước tình hình vận hành khai thác của các hệ thống lớn, đặc biệt là các hệ thống thủy lợi đặc biệt, các hệ thống liên tỉnh do Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn quản lý. Do đó, trong quá trình phát triển hệ thống này, cần thiết kế xây dựng được công cụ giám sát trực tuyến việc nhằm giám sát được thực tế vận hành của thống thủy lợi lớn do Bộ quản lý và cung cấp các thông tin, bản tin cảnh bảo việc bảo đảm thực hiện quy trình vận hành trong quản lý theo thời gian làm cơ sở cho việc đề xuất các giải pháp (phi công trình, công trình) nhằm nâng cao hiệu quả quản lý vận hành hệ thống.

Trước mắt, trong năm 2025, được sự cho phép của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Cục Thủy lợi sẽ tổ chức thí điểm xây dựng công cụ giám sát việc tuân thủ quy trình vận hành hệ thống công trình thủy lợi Bắc Hưng Hải. Công cụ này sẽ được hiện thị trực tuyến, tích hợp vào trang thông tin thủy lợi Việt Nam.

Ứng dụng các công nghệ số hiện đại

Giai đoạn tới, Cục Thủy lợi xem xét ứng dụng các công nghệ hiện đại, tích hợp vào trang thông tin để hỗ trợ quản lý, tính toán, phân tích dữ liệu, hiện thị kết quả phục vụ khai thác được thuận tiện và trực quan hơn. Các công cụ có thể kể đến như:

Ứng dụng công nghệ bản sao kỹ thuật số (Digital Twin) để cung cấp một mô hình 3D tích hợp nhiều loại thông tin (từ hình học đến dữ liệu), có thể gắn với thông tin theo thời gian thực, cho phép quản lý, thực hiện các nghiên cứu mô phỏng về hoạt động, mô phỏng các kịch bản, rủi ro từ thiên tai cho đến sự cố có thể xảy ra, nhằm đưa ra các giải pháp cũng như xây dựng các kịch bản ứng phó.

Ứng dụng công nghệ GIS và BIM  kết hợp giữa mô hình thiết kế và dữ liệu về vị trí để quản lý hệ thống, đưa ra các quyết định tối ưu, giải quyết các vấn đề thực tiễn hướng tới sự bền vững cho tương lai.

Ứng dụng công nghệ mô phỏng tình huống hỗ trợ quản lý, đánh giá tính hiệu quả, tối ưu hóa hệ thống dựa trên các khảo sát, đánh giá và phân tích không gian. Việc tích hợp dữ liệu địa hình với các mô hình toán học về điều kiện thực tế về thủy động lực học giúp cung cấp cái nhìn chính xác hơn về điều kiện tự nhiên tại khu vực dự án. Các mô hình này không chỉ dự đoán sự biến đổi của môi trường nước mà còn đánh giá được tác động lâu dài của dự án lên hệ sinh thái xung quanh. Nhờ đó, các giải pháp xây dựng và vận hành công trình có thể được điều chỉnh hợp lý, đảm bảo tính bền vững và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

KẾT LUẬN

Qua phân tích, đánh giá sự cần thiết phải chuyển đổi số trong lĩnh vực thủy lợi, bài viết đã trình bày chi tiết quá trình xây dựng, các phân hệ con, cách thức thành lập CSDL và công cụ quản lý, khai thác trang thông tin THỦY LỢI VIỆT NAM của Cục Thủy lợi. Nhìn chung, trang thông tin hiện có giao diện tương đối đẹp mắt, các công cụ thân thiện với người dùng; đặc biệt, một bước tiến trong việc xây dựng trang thông tin này là đã áp dụng thành công việc đánh mã định danh cho các công trình thủy lợi. Trong thời gian tới, các địa phương trên cả nước cần triển khai ngay việc đánh mã định danh công trình thủy lợi theo hướng dẫn của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn để thuận tiện chia sẻ, sử dụng các CSDL dùng chung của ngành thủy lợi. Hệ thống thông tin vẫn cần tiếp tục được đầu tư, nâng cấp thêm về giao diện, tính năng và công nghệ để đảm bảo việc cập nhật, khai thác dữ liệu được thuận tiện mang lại hiệu quả phục tốt hơn.

1. Tags