SỐ HÓA - GIẢI PHÁP TRIỂN VỌNG QUẢN LÝ BỀN VỮNG NGUỒN
NƯỚC SẠCH
Nguyễn Thị Lâm
Phân hiệu Trường Đại học Tài ngun và Mơi trường tại tỉnh Thanh Hóa
Tóm tắt
Nước sạch quan trọng và cần thiết đối với sự sống của con người. Sử dụng nguồn nước sạch
trong sinh hoạt để đáp ứng nhu cầu cuộc sống của con người, là yếu tố quyết định đến sức khỏe
của mỗi người và cả cộng đồng. Tuy nhiên, nguồn nước sạch trên thế giới nói chung và ở Việt Nam
nói riêng đang bị suy giảm về số lượng và chất lượng do tác động của các hoạt động tự nhiên,
nhân tạo và biến đổi khí hậu. Sự phát triển của số hóa có thể tạo ra những cơ hội để giải quyết
những thách thức liên quan đến vấn đề quản lý nguồn nước sạch hiệu quả và bền vững. Số hóa là
giải pháp áp dụng các công nghệ thông minh được kết nối với internet vạn vật có thể tạo ra những
cơ hội để giải quyết những thách thức mang lại nhiều lợi ích to lớn trong việc quản lý bề vững
nguồn nước sạch, đảm bảo cung cấp nước sạch cho cộng đồng.
Từ khóa: Số hóa; Nguồn nước sạch; Bền vững; Quản lý; Cộng đồng.
Abstract
Digitization - A promising solution for sustainable management of clean water sources
Clean water is important and necessary for human life. Using clean water sources in daily
life to achieve the needs of human life. This is a decisive factor for the health of each person and
the whole community. However, clean water sources in the world in general and in Vietnam have
been declining in quantity and quality due to the impact of natural, activities of humans and
climate change. The development of digitization maybe creates opportunities to solve challenges
related to effective and sustainable water management. Digitization is a solution to apply smart
technologies connected to the internet of things, which has the ability to create opportunities
to solve challenges and bring great benefits in sustainable management of clean water sources,
ensuring clean water supply for the community.
Keywords: Digitization; Clean water sources; Sustainability; Management; Community.
1. Giới thiệu
Thế giới đang chuyển qua kỷ nguyên số hóa, trong đó hầu hết các hoạt động hàng ngày của
chúng ta đều phụ thuộc nhiều vào cơng nghệ máy tính và kỹ thuật số sáng tạo. Các cơng nghệ hiện
đại như trí tuệ nhân tạo (AI), 5G, điện toán đám mây và điện toán biên và Internet vạn vật (IoT)

đã và đang được ứng dụng trong quản lí tài ngun và mơi trường để nâng cao năng suất khai thác
và hiệu quả quản lí của một hệ thống nhất định [1, 2]. Các công nghệ khác nhau như Viễn thám,
Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS), điện thoại thông minh, người máy, trí tuệ nhân tạo, hệ gen, tin
sinh học và cơng nghệ kỹ thuật số dựa trên dữ liệu lớn đang được sử dụng để đạt được mục tiêu
phát triển nông nghiệp bền vững [3]. Dữ liệu vệ tinh chuỗi thời gian để tìm hiểu các động lực thời
gian trong thảm thực vật [4], các vùng đồng bằng và đất ngập nước cửa sông [5], vùng đất ngập
nước trên núi cao [6], sự thay đổi đường tuyết [7], lớp phủ băng ở cực [8], bề mặt không thấm đô
thị [9], các vùng vi khí hậu đơ thị [10], thực vật phù du biển [11] và nhiệt độ bề mặt biển [12], để
ứng phó với biến đổi khí hậu tồn cầu đã chứng minh tiềm năng ứng dụng của dữ liệu không gian
địa lý trong các lĩnh vực giám sát môi trường khác nhau,…
Nước sạch sử dụng cho mục đích sinh hoạt là nước đã qua xử lý có chất lượng bảo đảm,
đáp ứng yêu cầu sử dụng cho mục đích ăn uống, vệ sinh của con người [32]. Nguồn nước sạch là
Giải pháp kết nối và chia sẻ hệ thống cơ sở dữ liệu phục vụ công tác đào tạo,
quản lý lĩnh vực tài nguyên môi trường

319


nước đã qua hệ thống xử lý từ nhà máy đảm bảo được kiểm định nghiêm ngặt về độ sạch, độ an
toàn trước khi đưa đến tay người dùng. Tổ chức Y tế thế giới (WHO)/ Bộ Y tế Việt Nam đã đưa ra
tiêu chuẩn cho nguồn nước sạch. Theo đó, nước sạch là nước có chỉ số nồng độ các chất dưới hoặc
bằng mức cho phép của WHO/ Bộ Y tế Việt Nam.
Sử dụng nguồn nước sạch trong sinh hoạt là yếu tố quyết định đến sức khỏe của mỗi người
và cả cộng đồng. Tuy nhiên, nguồn nước sạch trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng
đang đứng trước tình trạng khan hiếm, suy giảm nghiêm trọng về chất lượng do tác động của các
hoạt động nhân tạo và biến đổi khí hậu. Trước những thách thức này, số hóa được xem là giải pháp
quản lý phù hợp với xu thế chung của thời đại số, có thể hỗ trợ quản lý nguồn nước sạch bền vững.
2. Thực trạng nguồn nước sạch cho cộng đồng
Theo đánh giá của nhiều cơ quan nghiên cứu về tài nguyên nước, hiện tại có khoảng 1/3 số
quốc gia trên thế giới bị thiếu nước và đến năm 2025, con số này sẽ là 2/3 với khoảng 35 % dân số

thế giới sẽ rơi vào tình cảnh thiếu nước nghiêm trọng. Tổ chức UN - Water thống kê được hiện nay
có khoảng 1,9 tỉ người sống trong các khu vực khan hiếm nước; 2,1 tỉ người không được tiếp cận
các dịch vụ về nước uống bảo đảm an toàn. Dự kiến, đến năm 2050, dân số thế giới sẽ tăng khoảng
2 tỉ người và nhu cầu về nước tồn cầu có thể sẽ tăng 30 % so với hiện nay, đang có 663 triệu người
chưa được tiếp cận với các nguồn nước uống hợp vệ sinh. Trong một báo cáo của Siments (2017)
cũng đề cập có khoảng 880 triệu người khơng thể tiếp cận được với nguồn nước sạch, 3,5 triệu
người chết do hậu quả sử dụng các nguồn nước không an tồn. Dự báo đến 2050 vẫn cịn khoảng
200 triệu người không thể tiếp cận được với nguồn nước sạch. 
Dân số tăng nhanh và q trình cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa phát triển đã xả tràn lan rác
thải, nước thải công nghiệp ra sông, suối, ao hồ, đất đai,... Hóa chất, kim loại nặng ngấm trực tiếp
vào nước sơng, suối, ao, hồ, hoặc thấm qua đất rồi làm ô nhiễm đến mạch nước ngầm. Nguồn nước
sạch của cả thế giới đang bị đe dọa trầm trọng. Tại Mỹ vùng đại hồ bị ô nhiễm nặng, đặc biệt hồ
Erie, Ontario độ ô nhiễm đã lên đến mức báo động. Còn ở Anh vào khoảng thế kỷ 19 trở về trước,
sông Tamise rất sạch. Nhưng chỉ đến giữa thế kỉ 20 nó trở thành ống cống lộ thiên. Tại Trung
Quốc, hàng năm lượng chất thải và nước thải công nghiệp thải chưa qua xử lí vẫn được thải vào
các sơng ngịi. Hậu quả là hầu hết nước ở các sông hồ ngày càng trở lên ơ nhiễm.
Bên cạnh đó, biến đổi khí hậu đang làm thay đổi các hình thái mưa, giảm lượng nước sẵn có
và làm trầm trọng hơn thiệt hại do lũ lụt và hạn hán trên toàn thế giới. Điều này đe dọa làm giảm
các nguồn cung nước sạch cho hàng trăm triệu người trong tương lai.
Đặc biệt, vi phạm chất lượng nước uống là một vấn đề phổ biến trên toàn thế giới và trở nên
đáng lo ngại hơn ở các khu vực đang phát triển. Những nghiên cứu gần đây cho thấy chất lượng
nước uống đang bị đe dọa do gia tăng vi phạm đến chất lượng nước như: Cuộc khủng hoảng nước
do ơ nhiễm chì từ ống cũ [13], các vấn đề cấp bách liên quan đến các chất per - polyfluoroalkyl
(PFAS) trong nước [14], hàm lượng asen cao trong nguồn nước uống [15 - 16], những độc chất
cyanotoxins được tạo ra bởi hiện tượng nở hoa ở tảo [17], hoặc nhu cầu khử trùng nước tại các
điểm sử dụng [18 - 19],... Chất lượng nước thay đổi như một mối đe dọa nghiêm trọng đến sức
khỏe người sử dụng. Liên hợp quốc đã chỉ ra rằng hiện nay có 1,8 tỉ người trên thế giới sử dụng
nguồn nước uống có chứa vi khuẩn gây ra các bệnh như tiêu chảy, kiết lị, thương hàn,... Điều đó
cũng khiến cho 842.000 người chết mỗi năm do ảnh hưởng của các căn bệnh này. Theo ước tính
của WHO, cho tới nay có khoảng 130 triệu người đang phải đối mặt với việc dùng nước bi nhiễm

arsenic với nồng độ cao hơn nồng độ cho phép là 10 mg/lít.
320

Giải pháp kết nối và chia sẻ hệ thống cơ sở dữ liệu phục vụ công tác đào tạo,
quản lý lĩnh vực tài nguyên môi trường


Cũng như nhiều nơi trên thế giới, Việt Nam cũng đang đối mặt với tình trạng ơ nhiễm nguồn
nước ngầm và nước mặt nghiêm trọng, dẫn đến thiếu nước sạch sinh hoạt. Theo kết quả thống kê
của Viện Sức khỏe nghề nghiệp và mơi trường - Tạp chí Tun giáo Trung ương, mỗi năm có đến
21,5 % dân số Việt Nam sử dụng nguồn nước từ giếng khoan chưa qua xử lý hay kiểm tra an toàn
vệ sinh định kỳ. Viện Y học lao động và Vệ sinh môi trường báo cáo Việt Nam hiện có đến hơn 17
triệu người tại chưa được tiếp cận với nước sạch. Những người dân này phải chấp nhận sống chung
với nguồn nước ngầm, nước mưa, nước từ nhà máy lọc khơng an tồn. Ngun nhân dẫn đến thiếu
nước sạch ở Việt Nam là do: Sự gia tăng dân số, đặc biệt là di dân đến các thành phố lớn đã gây
sức ép lớn lên nguồn nước tại khu vực ngày càng cao; Đồng thời tạo ra các nguồn thải khổng lồ
vượt quá khả năng tự phân hủy của mơi trường tự nhiên dẫn đến tình trạng thiếu nước sạch ở Việt
Nam; Môi trường sinh thái bị phá hoại do chặt phá rừng kéo theo biến đổi khí hậu, từ đó làm thiếu
nước sạch; Việt Nam là quốc gia giáp biển nên khi Trái đất nóng lên, mực nước biển dâng cao sẽ
dần lấn chiếm đất liền, các nguồn nước ngọt cũng bị thu hẹp lại đồng nghĩa với việc cạn kiệt nguồn
nước con người có thể sử dụng; Sự ô nhiễm nguồn nước do hoạt động sản xuất nông nghiệp, cơng
nghiệp; Hàm lượng hóa chất trong thuốc bảo vệ thực vật khơng chỉ làm thối hóa đất mà cịn làm
nguồn nước nhiễm độc; Công tác quản lý và bảo vệ mơi trường cịn lỏng lẻo và chỉ có hình thức,
chưa đủ tính răn đe nên tình trạng phá hoại môi trường vẫn diễn ra và ngày càng gia tăng, khiến
nguồn nước ơ nhiễm khơng được cải thiện; Chưa có hệ thống giám sát thích hợp cho cả khối lượng
lẫn chất lượng nước và tình trạng sử dụng lãng phí nước. Hậu quả của việc sử dụng nguồn nước
bị ô nhiễm gây ảnh hưởng nặng nề đến sức khỏe con người. Cụ thể là: Có khoảng 9.000 người tử
vong mỗi năm do nguồn nước và vệ sinh kém (theo thống kê của Bộ Y tế và Bộ Tài nguyên và Môi
trường); Khoảng 20.000 người mắc bệnh ung thư mới phát hiện mà một trong những ngun
nhân chính là do ơ nhiễm nguồn nước (theo thống kê của Bộ Y tế và Bộ Tài nguyên và Môi

trường); 44 % trẻ em bị nhiễm giun và 27 % trẻm em dưới 5 tuổi bị suy dinh dưỡng tại Việt Nam
do thiếu nước sạch và vệ sinh kém (theo WHO); Khoảng 21 % dân số đang sử dụng nguồn nước
bị nhiễm Asen (theo báo cáo của Bộ Tài nguyên và Môi trường).
Để hạn chế tình trạng thiếu nước sạch cần phải quản lý bền vững ngồn nước sạch, đảm bảo
cho cộng đồng được tiếp cận với nguồn nước sạch đạt yêu cầu của WHO/Quy chuẩn kỹ thuật quốc
gia về chất lượng nước sạch sử dụng cho mục đích sinh hoạt - QCVN 01 1: 2018/BYT, Tiêu chuẩn
nước uống trực tiếp - QCVN 6 - 1: 2010/BYT.
3. Giải pháp số hóa hỗ trợ quản lý bền vững nguồn nước sạch
Việc áp dụng công nghệ tiên tiến được kết nối với internet vạn vật có thể quản lý hiệu quả,
bền vững nguồn nước sạch, đảm bảo cho tất cả người sử dụng tiếp cận được với nguồn nước có
chất lượng cao nhất, đáp ứng được các quy định. Một số nghiên cứ đã chỉ ra rằng việc kiểm tra chất
lượng nước theo thời gian thực tại các điểm kiểm sốt quan trọng có thể xác định được khi nào cần
vận hành hệ thống xử lý nước để đảm bảo sức khỏe cho cộng đồng [20]; việc tích hợp các mạng
lưới giữa cơng nghệ thơng tin và hệ thống xử lý bật/tắt mơđun có thể thay đổi để trở thành một yếu
tố đảm bảo tất cả mọi người đều được tiếp cận với nguồn nước chất lượng. Việc triển khai các hệ
thống trí tuệ nhân tạo để xác định được các vấn đề chất lượng nguồn nước (Ví dụ: Mức nitrat cao,
sự hiện diện của vi khuẩn,…) để kích hoạt hành động ngay lập tức để khắc phục các vấn đề nhằm
đảm bảo chất lượng nguồn nước.
Những thành công trong việc quản lý bằng công nghệ số hóa có thể được ghi nhận trong các
cải tiến về thời gian phản ứng sự kiện, tăng khả năng tái sử dụng cơng trình và thậm chí giảm mức
sử dụng năng lượng trên hệ thống xử lý nước cấp và mạng lưới phân phối. Sự phong phú của dữ
Giải pháp kết nối và chia sẻ hệ thống cơ sở dữ liệu phục vụ công tác đào tạo,
quản lý lĩnh vực tài nguyên môi trường

321


liệu số hóa sẽ cho phép các nhà cung cấp dịch vụ sử dụng các phân tích dự đốn để phát hiện các
vấn đề và chủ động đưa các đội công tác đến hiện trường để ngăn chặn hoặc giải quyết các vấn đề
như thay thế các đường ống phân phối nước trước khi những sự rò rỉ nhỏ trở thành các sự cố gây

thất thốt nước hay gây ơ nhiễm, làm suy giảm chất lượng nguồn nước.
Nhờ các dữ liệu số hóa trong nơng nghiệp mà nơng dân có thể quản lý tốt hơn trong kỹ thuật
canh tác đất, lựa chọn cơ cấu cây trồng, sử dụng phân bón, hóa chất bảo vệ thực vật hợp lý nhằm
giảm thiểu ô nhiễm các tầng chứa nước và hệ thống nước mặt được sử dụng làm nguồn nước uống.
Việc áp dụng đồng hồ thông minh, các cảm biến tại chỗ và từ xa và dữ liệu vệ tinh được kết nối
với các thiết bị di động cho phép theo dõi thời gian thực về nhu cầu nước của cây trồng và nhu cầu
tưới nước tối ưu cho phép nông dân kiểm sốt và tối ưu hóa số lượng nước tưới và thời gian tưới
giúp sử dụng hợp lý, tiết kiệm nguồn nước.
Việc đẩy mạnh phát triển các ứng dụng tích hợp cơng nghệ số hóa với các cơng nghệ thơng
tin 4.0 sẽ ngày càng phát huy vai trò thiết yếu trong việc cho phép các luồng thông tin thời gian
thực và cảnh báo sớm để giảm tác động từ các rủi ro liên quan đến nguồn nước cấp và xây dựng
các phương án phục hồi và thích ứng với biến đổi khí hậu. Ứng dụng WebGIS cũng đáp ứng nhu
cầu quản lí nhà nước về tài nguyên nước nói chung và quản lý, truy xuất thông tin về chất lượng
nguồn nước sạch nói riêng, góp phần quản lý nguồn nước hiệu quả, bền vững. Ứng dụng cơng nghệ
blockchain có thể hịa giải các nhu cầu cạnh tranh về nước (hộ gia đình, cơng nghiệp, sản xuất năng
lượng, nơng nghiệp, tự nhiên) để tránh lạm dụng nước. Cơng nghệ này cũng có thể được sử dụng
để dự đoán lưu lượng nước, phát hiện sự khơng nhất qn và kiểm tra rị rỉ nước. Blockchain có
thể cho phép quản lý các nguồn nước phi tập trung an toàn và bền vững trong tương lai.
Số hóa cũng là giải pháp hỗ trợ kiểm sốt tối ưu hệ thống xử lý nước, bao gồm: Các nhà máy
xử lý nước uống, các nhà máy khử muối,… Đây là những hệ thống phức tạp được tích hợp các quy
trình khác nhau để loại bỏ các chất ơ nhiễm, tạp chất và muối có trong nước [21 - 22]. Cơng nghệ
trí tuệ nhân tạo (AI) ngày càng được ứng dụng nhiều hơn để chuyển dữ liệu thụ động thành kiến​​
thức có thể hành động nhằm cải thiện hoạt động của hệ thống xử lý nước và hỗ trợ việc ra quyết
định [23 - 25]. Trong một số nghiên cứu gần đây đã cho thấy việc tối ưu hóa thiết kế nhà máy xử
lý nước đã được thực hiện thông qua khai thác dữ liệu và các kỹ thuật AI như mạng nơ - ron nhân
tạo và logic mờ theo một quy trình tích hợp bao gồm thu thập và làm sạch dữ liệu, lưu trữ dữ liệu,
khai thác dữ liệu và giao diện người dùng web [26] giúp nhà quản lý và người sử dụng kiểm soát
hiệu quả hệ thống xử lý nước và chất lượng nước sau khi xử lý. Theo Nguyễn Thanh Hùng, số hóa
có thể giúp cải thiện việc xử lý và tái sử dụng nước thải, phân biệt giữa nước xanh, xanh lam và
xám, hiểu được các nguồn và các loại ô nhiễm. Trong các căn hộ chung cư, số hóa có thể hỗ trợ

sự gia tăng nhanh việc xử lý tại chỗ, tái sử dụng nước thải - đặc biệt là trong các tòa nhà cao tầng
mới và tái chế nước xám.
Trong quá trình xử lý, một lượng lớn dữ liệu được tạo ra và một số được theo dõi trực tuyến
và thu thập đồng thời thông qua các công nghệ cảm biến khác nhau. Các kỹ thuật khai thác dữ
liệu được kết hợp vào các kỹ thuật cảm biến để xác minh tính bình thường của quy trình và tạo
ra kiến ​​thức về sự cố của nhà máy [24]. Khai thác thơng tin nâng cao và trích xuất thông tin được
con người dựa trên AI và các kỹ thuật khai thác dữ liệu để chuyển đổi dữ liệu thành thơng tin và
kiến ​​thức hữu ích nhằm kiểm sốt hiệu quả và tối ưu hóa hoạt động của hệ thống xử lý nước [24].
Newhart và cộng sự đã tóm tắt các cơng nghệ dựa trên dữ liệu được sử dụng trong hệ thống xử lý
nước thải nhằm mục đích phát hiện lỗi, dự đốn biến đổi và điều khiển tự động nhằm giảm tiêu
thụ năng lượng, đảm bảo chất lượng nước và ngăn ngừa sự cố hệ thống [27]. Li và cộng sự đã xem
322

Giải pháp kết nối và chia sẻ hệ thống cơ sở dữ liệu phục vụ công tác đào tạo,
quản lý lĩnh vực tài nguyên môi trường


xét AI và học máy để phân tích mối quan hệ phi tuyến tính và kiểm sốt q trình cho hệ thống xử
lý nước uống [25]. Một số trường hợp gần đây đã được báo cáo về việc sử dụng máy học để phát
triển mơ hình cảm biến mềm nhằm dự báo kiểm soát của các hệ thống xử lý nước [28 - 29]. Các
kỹ thuật AI và máy học cũng đã thể hiện hứa hẹn cách mạng hóa quá trình tự động hóa q trình
khử muối, đặc biệt là trong các quy trình khử mặn dựa trên năng lượng tái tạo. Khơng tập trung
hồn tồn vào các kỹ thuật AI hoặc phương pháp tiếp cận hệ thống chuyên gia thông thường, một
nghiên cứu gần đây đã đề xuất phương pháp máy học thống kê kết hợp để cải thiện độ chính xác
trong việc dự đoán lượng amoniac trong xử lý nước thải đô thị. Nghiên cứu này đã cung cấp một
quan điểm mới để phát triển các mơ hình xử lý mới và nghiêm ngặt bằng cách tích hợp các phương
pháp thống kê thông thường và các phương pháp AI tiên tiến. Mặc dù hứa hẹn về các kỹ thuật AI
để dự đoán và kiểm soát tối ưu hệ thống xử lý nước, nhưng việc sử dụng các kỹ thuật dữ liệu tiên
tiến này vẫn bị hạn chế bởi một số điều kiện đó là dữ liệu tuy khơng cần tương quan tuyến tính
hoặc phân phối theo tham số, nhưng các biến được theo dõi đó phải có số lượng mẫu và tần suất

quan sát cao [27]. Một số thách thức nữa đối với việc sử dụng các kỹ thuật tiên tiến này là việc thu
thập dữ liệu hữu ích trong mơi trường phức tạp để sàng lọc và xác định các chất gây ơ nhiễm mục
tiêu; và việc thiết lập mơ hình thông minh vĩ mô và sơ đồ quyết định cho toàn bộ nhà máy xử lý để
hỗ trợ việc quản lý tổng thể trong hệ thống xử lý nước [30].
Qua trên cho thấy thực hiện số hóa trong lĩnh vực quản lý nước có thể mang lại nhiều lợi ích
to lớn cho đơn vị sản xuất, cấp nước, quản lý vận hành, chủ đầu tư, doanh nghiệp kinh doanh đến
người tiêu dùng. Số hóa cũng là cơng cụ hiệu quả để cơ quan quản lý Nhà nước kiểm tra, giám sát,
chia sẻ thông tin giữa các hệ thống cấp nước, triển khai giải pháp điều tiết nước phù hợp, tạo hành
lang pháp lý để phát triển quản lý nước bền vững. Tuy nhiên, cuộc cách mạng số hóa trong lĩnh
vực quản lý nguồn nước sẽ tiếp tục đặt ra một số nhu cầu đáng kể về kiến thức và kỹ năng giáo dục
cao; Đầu tư xây dựng, tu sửa cơ sở hạ tầng, đảm bảo kết nối internet. Đây sẽ là một thách thức đối
với các quốc gia đang phát triển. Trong các xã hội tiên tiến hơn, kỳ vọng của khách hàng về chất
lượng, tính bền vững của nguồn nước đang thúc đẩy thay đổi hành vi trong các hoạt động tiện ích
truyền thống. Ở các quốc gia tiên tiến, xã hội dân sự (người tiêu dùng) đã tham gia bảo tồn nước
nguồn nước sạch và tái sử dụng nước thải. Do đó, các cơng ty số hóa có thể mong đợi nhiều hơn
từ xã hội dân sự trong các lĩnh vực đổi mới và đưa ra quyết định thông minh hơn về việc sử dụng
và tái sử dụng nước.
4. Triển vọng áp dụng giải pháp số hóa trong quản lý nguồn nước sạch ở Việt Nam
Ở Việt Nam, ngành nước vẫn tụt hậu so với các ngành công nghiệp khác trong việc tích hợp
các cơng nghệ mới, thơng minh để quản lý tài nguyên nước nói chung và nguồn nước sạch nói riêng.
Tuy nhiên, trong những năm gần đây các nghị quyết của Chính phủ và Bộ TN&MT ban hành mới và
sửa đổi nhiều văn bản pháp luật nhằm đẩy mạnh số hóa quản lý tài nguyên và mơi trường. Nhờ đó,
lĩnh vực quản lý nước cũng đã và đang triển khai giải pháp số hóa trong hoạt động cấp nước sạch ở
các thành phố lớn và một số địa phương. Theo GS.TS. Nguyễn Việt Anh (2021), hiện nay, tại các đơ
thị Việt Nam có khoảng 750 nhà máy cấp nước với tổng cơng suất đạt trung bình khoảng 10,6 triệu
m3/ngày. Trong số các hệ thống cấp nước này, đã có nhiều hệ thống đang áp dụng cơng nghệ thơng
tin, các giải pháp số hóa tiên tiến trong quản lý vận hành, ở các mức độ khác nhau. Nhiều hệ thống
cấp nước tại các thành phố lớn như Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh, Hải Phịng, Bình Dương, Thừa Thiên
Huế,… đã bố trí, lắp đặt hệ thống điều khiển trung tâm, hệ thống giám sát chất lượng nước tự động
với một số chỉ tiêu chính tại từng quy trình xử lý, tùy theo chất lượng nước thơ để điều chỉnh quy

trình xử lý, liều lượng hóa chất sử dụng phù hợp. Sử dụng thiết bị biến tần, điều khiển trung tâm, để
Giải pháp kết nối và chia sẻ hệ thống cơ sở dữ liệu phục vụ công tác đào tạo,
quản lý lĩnh vực tài nguyên môi trường

323


tăng cường hiệu quả và tiết kiệm điện năng, giảm chi phí nhân cơng,… Tại một số địa phương, quản
lý hệ thống cấp nước cũng đã ứng dụng tích hợp các công nghệ bản đồ số GIS, công nghệ di động,
cơng nghệ điện tốn đám mây, tích hợp thành hệ thống toàn diện quản lý cho các doanh nghiệp cấp
nước như: Thiết lập bản đồ số mạng cấp nước, quản lý tài sản, giám sát vận hành và bảo trì mạng
cấp nước, quản lý và chăm sóc khách hàng, ghi chỉ số và kiểm tra đồng hồ nước, quản lý đồng hồ
nước, quản lý chất lượng nước, hỗ trợ phòng, chống thất thoát nước. Một số đơn vị cấp nước đầu tư
phần mềm quản lý tài sản, thiết bị giám sát chất lượng và áp lực nước, điều khiển van phân vùng cấp
nước, thơng qua các chương trình, dự án chống thất thoát, thất thu nước sạch của Ngân hàng Thế giới,
Ngân hàng Phát triển châu Á hoặc từ nguồn kinh phí của cơng ty, nguồn ngân sách hỗ trợ. Hiệu quả
của việc áp dụng các giải pháp số hóa đã góp phần giảm rõ rệt tỷ lệ thất thốt nước ở Bà Rịa - Vũng
Tàu (còn dưới 10 %), TP. Hồ Chí Minh (19,2 %), Hải Phịng (dưới 15 %), Hải Dương (dưới 12 %).
Điển hình cụ thể tại một số công ty như: Công ty Cấp nước Bến Thành, Tổng Cơng ty Cấp nước Sài
Gịn (Sawaco) đã ứng dụng hệ thống số hóa dữ liệu mạng lưới cấp nước GIS, cho phép ln cập nhật,
chia sẻ nhanh chóng và hiệu quả, tối ưu hóa cơng tác quản lý, giảm thiểu thời gian thi công, nâng cao
năng suất lao động, góp phần giảm thất thốt nước. Tỷ lệ thất thốt nước của Công ty Cấp nước Bến
Thành đã giảm từ 42,37 % (cuối năm 2014) còn gần 21 % (đầu năm 2020). Trung tâm Nước sạch và
vệ sinh môi trường nơng thơn tỉnh Sơn La đã triển khai thí điểm đưa phần mềm ứng dụng ghi chỉ số
bằng thiết bị di động CityWork.vn vào quản lý vận hành ở 8 cơng trình cấp nước. Hiệu quả quản lý
nước cấp đã được nâng lên rõ rệt như: thời gian quản lý vận hành của các cơng trình cấp nước giảm
xuống; Kiểm sốt được lượng thất thốt nước từ phía khách hàng; Tạo ra kênh trao đổi trực tiếp để
ghi nhận những phản ánh của khách hàng và có các giải pháp xử lý kịp thời, đáp ứng tốt hơn nhu cầu
sử dụng nước của nhân dân.
Tuy nhiên, việc ứng dụng công nghệ số hóa, cơng nghệ thơng tin trong quản lý nước cấp

ở Việt Nam chưa có hướng dẫn hay quy định mang tính đồng bộ, bắt buộc. Việc kiểm sốt chất
lượng, lưu lượng nước theo thời gian thực từ nguồn đến các công đoạn sản xuất, tiêu thụ chưa được
đồng bộ, nên cịn khó khăn trong kiểm sốt dữ liệu, đánh giá, phân tích và có chính sách phù hợp.
Hầu hết các hệ thống quản lý chỉ tập trung tại nhà máy nước với hệ thống điều khiển giám sát từ
xa, giám sát lưu lượng, cột áp tại một số điểm và một số chỉ tiêu chất lượng nước.
Để nâng cao hiệu quả áp dụng giải pháp số hóa trong quản lý nguồn nước cấp ở Việt Nam
trong thời gian tới cần phải: Tổ chức rà soát, sửa đổi, bổ sung hoàn thiện các văn bản quy định đảm
bảo điều kiện cho cơng cuộc số hóa; bảo đảm kết nối, tự động hóa thu nhận dữ liệu quan trắc chất
lượng nước trên nền tảng IoT; cung cấp khả năng quản lý, lưu trữ trên nền tảng dữ liệu lớn; cung
cấp năng lực phân tích, xử lý, tính tốn bằng cơng nghệ AI; bảo đảm cung cấp và chia sẻ dữ liệu,
thông tin về nguồn nước theo thời gian thực; triển khai hạ tầng phục vụ kết nối mạng lưới thiết
bị IoT, tích hợp cảm biến và ứng dụng các cơng nghệ số để thiết lập nền tảng số thu nhận dữ liệu,
thông tin quản lý nguồn nước đồng bộ trên toàn quốc; xây dựng, hoàn thiện cơ sở dữ liệu trong
lĩnh vực quản lý nước trên cơ sở kiến trúc, tiêu chuẩn, quy chuẩn, dịch vụ chia sẻ dữ liệu thống
nhất, bảo đảm nền tảng về dữ liệu là hạ tầng quan trọng, cốt yếu cho số hóa trong lĩnh vực quản lý
nước; phát triển nền tảng tích hợp, kết nối dữ liệu quản lý nước với các cơ sở dữ liệu quốc gia, cơ
sở dữ liệu của các bộ, ngành, địa phương nhằm chia sẻ dữ liệu, thông tin cho người sử dụng; xây
dựng, cung cấp các nền tảng dữ liệu số về lĩnh vực quản lý nước phục vụ phát triển Chính phủ số,
kinh tế số, xã hội số, đô thị thông minh; xây dựng, phát triển nền tảng dữ liệu mở quản lý nước,
đáp ứng thu nhận dữ liệu từ các hệ thống dữ liệu liên quan đến quản lý nước ở các cấp địa phương
và quốc gia, thiết bị cảm biến, dữ liệu chia sẻ từ người dân, doanh nghiệp, cộng đồng, mạng xã hội
324

Giải pháp kết nối và chia sẻ hệ thống cơ sở dữ liệu phục vụ công tác đào tạo,
quản lý lĩnh vực tài nguyên môi trường


hướng tới hình thành hệ sinh thái dữ liệu mở về quản lý nước; xây dựng, triển khai các hệ thống
kỹ thuật bảo đảm an tồn thơng tin phục vụ phát triển chính phủ điện tử; hợp tác quốc tế, nghiên
cứu, phát triển và đổi mới sáng tạo trong môi trường số; phát triển nguồn nhân lực, chính quyền số,

kinh tế số, xã hội số trong lĩnh vực quản lý nước; phát triển các ứng dụng quản lý nước cấp và các
hệ thống xử lý nước trên các thiết bị cầm tay, thiết bị di động để người dân có thể dễ dàng tiếp cận
với các dịch vụ nước cấp và các hệ thống xử lý nước ở mọi lúc, mọi nơi; khuyến khích các doanh
nghiệp phát triển các siêu ứng dụng di động trong lĩnh vực nước cấp và các hệ thống xử lý nước,
hình thành các nhóm cộng đồng sử dụng các dịch vụ cấp, thoát nước trên siêu ứng dụng di động,…
Bên cạnh đó có thể xem xét áp dụng các giải pháp số hóa cho quản lý nguồn nước cấp của
siemens [31]. Đây là các giải pháp tích hợp tự động hóa và các ứng dụng công nghệ sáng tạo dựa
trên integrated engineering và hệ thống SMART water management để số hóa trong lĩnh vực cấp
nước và xử lý nước, giúp cho quản lý nguồn nước sạch hiệu quả, tiết kiệm và bền vững hơn. Cụ
thể các giải pháp số hóa của Siemens, bao gồm: Tối ưu hóa hoạt động và mơ phỏng mạng nước;
trình mơ phỏng đào tạo vận hành trạm bơm; tối ưu hóa năng lượng của lịch trình bơm phân phối
nước; phát hiện rò rỉ và rò rỉ ở đường ống; bảo vệ chống ngập cho hệ thống thu nước mưa; mơ hình
kiểm soát dự đoán cho xử lý nước thải và thẩm thấu ngược. Lợi ích của các giải pháp số hóa này là
giám sát được tình trạng nước thơng qua việc theo dõi và định vị tổn thất bằng cách phân tích dữ
liệu (áp suất, lưu lượng) từ các thiết bị đo được lắp đặt tại các vị trí được chọn tối ưu trong mạng
có độ nhạy cao nhất với các thay đổi trong hệ thống cấp nước; quản lý dữ liệu công tơ, bao gồm
xác thực dữ liệu công tơ kỹ lưỡng và cải thiện chất lượng; cung cấp một nền tảng giám sát phù hợp
để cải thiện khả năng kiểm soát và độ tin cậy của mạng lưới nước với mục tiêu giảm thiểu rị rỉ và
thất thốt nước; cung cấp hỗ trợ quyết định dựa trên cân bằng nước tích hợp. Hay cung cấp nước
an tồn với chi phí tối ưu như: Giúp đảm bảo cung cấp nước sạch; tối ưu hóa lịch trình bơm, ví dụ
máy bơm sử dụng điện; tận dụng tối đa hệ thống tự động hóa và thiết bị hiện có; Sẵn sàng cho các
ứng dụng trên nền tảng điện toán đám mây.
5. Kết luận
Nước sạch vô cùng cần thiết với đời sống con người là vậy, nhưng chính con người chúng ta
lại làm suy thối, phá hủy nguồn nước sạch từng giờ từng ngày vì nhiều nguyên nhân khác nhau.
Tình trạng sử dụng nguồn nước bị ô nhiễm gây ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe chúng ta. Giải
pháp số hóa đang là xu hướng đầy triển vọng cho các quốc gia trên thế giới nói chung và Việt Nam
đạt được mục tiêu quản lý bền vững nguồn nước sạch, đảm bảo cho cộng đồng đều được tiếp cận
trong tương lai. Việc áp dụng số hóa trong quản lý nguồn nước sạch có thể mang lại nhiều lợi ích
trực tiếp như: Tăng cường an ninh nguồn cung, giảm thời gian chết; giảm rò rỉ (nước thất thốt);

giảm chi phí lao động; cải thiện hiệu quả và tối ưu hóa năng lượng; giảm sử dụng hóa chất; thanh
tốn hóa đơn chính xác hơn. Bên cạnh đó, các lợi ích gián tiếp của giải pháp số hóa trong quản lý
nguồn nước như là: Cải thiện chỉ dẫn chất lượng đối với cơng chúng; cung cấp hình ảnh rõ ràng
hơn về tình trạng chung của tồn bộ vịng tuần hoàn nước và cải thiện sự tuân thủ; giám sát liên tục
cung cấp lợi ích sức khỏe cộng đồng; sử dụng dữ liệu theo thời gian thực cải thiện dịch vụ và trải
nghiệm của khách hang; tăng cường bảo vệ môi trường và tuân thủ các quy định, tăng độ tin cậy
và tính nhất quán trên tất cả các nhà máy cấp nước.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Balogun, A. L., Marks D., Sharma R., Shekhar H., Balmes C., Maheng D., Arshad A., Salehi P
(2020). Assessing the potentials of digitalization as a tool for climate change adaptation and sustainable
development in urban centres. Sustain. Cities Soc. 53, 101888.

Giải pháp kết nối và chia sẻ hệ thống cơ sở dữ liệu phục vụ công tác đào tạo,
quản lý lĩnh vực tài nguyên môi trường

325


[2]. Ceipek R., Hautz J., Petruzzelli A. M., De Massis A., Matzler K (2020). A motivation andability
perspective on engagement in emerging digital technologies: The case of Internet of Things solutions.
Long Range Plan.
[3]. Basso B., Antle J (2020). Digital agriculture to design sustainable agricultural systems. Nat. Sustain.
3, 254.
[4]. Measho S., Chen B., Trisurat Y., Pellikka, P., Guo, L., Arunyawat S., Tuankrua V., Ogbazghi W., Yemane
T (2019). Spatio-temporal analysis of vegetation dynamics as a responseto climate variability and drought
patterns in the Semiarid Region, Eritrea. RemoteSens. 11, 724.
[5]. Kuenzer C., Heimhuber V., Huth J., Dech S (2019). Remote sensing for the quantificationof land surface
dynamics in large river delta regions - A review. Remote Sens. 11, 1985.
[6]. Wang R., He M., Niu Z (2020). Responses of alpine wetlands to climate changes on the Qinghai Tibetan Plateau based on remote sensing. Chin. Geogr. Sci. 30, 189.
[7]. Hu Z., Dietz A., Kuenzer C (2019). The potential of retrieving snow line dynamics from Landsat during

the end of the ablation seasons between 1982 and 2017 in European mountains. Int. J. Appl. Earth Obs.
Geoinf. 78, 138.
[8]. Eythorsson D., Gardarsson S. M., Ahmad S. K., Hossain F., Nijssen B (2019). Arctic climateand snow
cover trends comparing global circulation models with remote sensingobservations. Int. J. Appl. Earth Obs.
Geoinf. 80, 71.
[9] Kuang, W (2019). Mapping global impervious surface area and green space within urbanenvironments.
Sci. China Earth Sci. 62, 1591.
[10]. Bechtel B., Demuzere M., Mills G., Zhan W., Sismanidis P., Small C., Voogt J (2019). SUHI analysis
using local climate zones - A comparison of 50 cities. Urban Clim. 28, 100451.
[11]. Dutkiewicz S., Hickman A. E., Jahn O., Henson S., Beaulieu C., Monier E (2019). Ocean colour
signature of climate change. Nat. Commun. 10, 578.
[12]. Merchant C. J., Embury O., Bulgin C. E., Block T., Corlett G. K., Fiedler E., Good S. A., Mittaz J.,
Rayner N. A., Berry D., Eastwood S., Taylor M., Tsushima Y., Waterfall A., Wilson R., Donlon C (2019).
Satellite based time series of sea - surface temperature since 1981 for climate applications. Sci. Data 6,
223.
[13]. Morckel V (2017). Why the Flint, Michigan, USA water crisis is an urban planning failure. Cities 62,
23.
[14]. Sima M. W., Jaffé P. R (2021). A critical review of modeling poly and perfluoroalkyl substances
(PFAS) in the soil - water environment. Sci. Total Environ. 757, 143793.
[15]. Gifford M., Chester M., Hristovski K., Westerhoff P (2018). Human health tradeoffs in well - head
drinking water treatment: comparing exposure reduction to embedded life cyclerisks. Water Res. 128, 246.
[16]. Rahman M. A., Rahman A., Khan M. Z .K., Renzaho A. M .N (2018). Human health risks and socio
- economic perspectives of arsenic exposure in Bangladesh: A scoping review. Ecotoxicol. Environ. Saf.
150, 335.
[17]. Serrà A., Philippe L., Perreault F., Garcia-Segura S (2021). Photocatalytic treatment of natural waters.
Reality or hype? The case of cyanotoxins remediation. Water Res. 188,116543.
[18]. Chu C., Ryberg E. C., Loeb S. K., Suh M. J., Kim J. H (2019). Water disinfection in rural areas
demands unconventional solar technologies. Acc. Chem. Res. 52, 1187.
[19]. Montenegro - Ayo, R., Barrios, A. C., Mondal, I., Bhagat, K., Morales - Gomero, J. C., Abbaszadegan,
M., Westerhoff, P., Perreault, F., Garcia-Segura, S (2020). Portablepoint of use photoelectrocatalytic device


326

Giải pháp kết nối và chia sẻ hệ thống cơ sở dữ liệu phục vụ công tác đào tạo,
quản lý lĩnh vực tài nguyên môi trường


provides rapid water disinfection. Sci.Total Environ. 737, 140044.
[20]. Richard R., Hamilton K. A., Westerhoff P., Boyer T. H (2020). Tracking copper, chlorine and occupancy
in a new, multi - story, institutional green building. Environ. Sci.Water Res. Technol. 6, 1672.
[22]. Asadi A., Verma A., Yang K., Mejabi, B (2017). Wastewater treatment aeration process optimization:
A data mining approach. J. Environ. Manag. 203, 630.
[23]. Heck K. N., Garcia - Segura S., Westerhoff P., Wong M.S (2019). Catalytic converters forwater
treatment. Acc. Chem. Res. 52, 906.
[24]. Al Aani S., Bonny T., Hasan S. W., Hilal N (2019). Can machine language and artificial intelligence
revolutionize process automation for water treatment and desalination? Desalination 458, 84.
[25]. Corominas L., Garrido Baserba, M., Villez, K., Olsson, G., Cortés, U., Poch, M., (2018). Transforming
data into knowledge for improved wastewater treatment operation: A critical review of techniques. Environ.
Model. Softw. 106, 89.
[26]. Li L., Rong S., Wang R., Yu S (2021). Recent advances in artificial intelligence and machinelearning
for nonlinear relationship analysis and process control in drinking watertreatment: A review. Chem. Eng.
J. 405, 126673.
[26]. Qiu Y., Li J., Huang X., Shi H (2018). A feasible data driven mining system to optimize wastewater
treatment process design and operation. Water (Switzerland) 10, 1342.
[27]. Newhart, K. B., Marks C. A., Rauch Williams T., Cath T. Y., Hering A. S (2020). Hybridstatistical
machine learning ammonia forecasting in continuous activated sludge treatment for improved process
control. J. Water Process Eng. 37, 101389.
[28]. Bernardelli A., Marsili Libelli S., Manzini A., Stancari S., Tardini G., Montanari D., Anceschi G.,
Gelli P., Venier, S (2020). Real time model predictive control of a waste water treatment plant based on
machine learning. Water Sci. Technol. 81, 2391.

[29]. Hernández - del - Olmo, F., Gaudioso E., Duro N., Dormido R (2019). Machine learning weather soft
sensor for advanced control of wastewater treatment plants. Sensors (Switzerland) 19, 1.
[30]. Cabrera P., Carta J. A., González J., Melián G (2018). Wind driven SWRO desalination prototype with
and without batteries: A performance simulation using machine learning models. Desalination 435, 77.
[31]. Siemens AG (2017). Định hướng số hóa trong ngành nước.
[32]. Cục Quản lý môi trường (2018). Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sạch sử dụng cho
mục đích sinh hoạt QCVN 01-1:2018/BYT do Cục Quản lý môi trường y tế biên soạn, Vụ Pháp chế trình
duyệt, Bộ Khoa học và Cơng nghệ thẩm định, Bộ Y tế ban hành kèm theo Thông tư số 41/2018/TT-BYT ngày
14 tháng 12 năm 2018.
[33]. Gia Bách (2020). Sự cần thiết của chuyển đổi số trong quản lý tài nguyên nước. Tạp chí Thơng tin
điện tử và Truyền thơng.
[34]. Hạ Quyên (2019). Thách thức nguồn nước sạch tại Việt Nam. Pháp luật, Tạp chí điện tử Pháp luật
Thành phố Hồ Chí Minh.

Chấp nhận đăng: 10/12/2021; Người phản biện: TS. Hồng Thị Nguyệt Minh.

Giải pháp kết nối và chia sẻ hệ thống cơ sở dữ liệu phục vụ công tác đào tạo,
quản lý lĩnh vực tài nguyên môi trường

327