Công nghệ tin học và thiết bị trong việc quản lý vận hành các hệ thống công trình thủy lợi ở Việt nam

www.vncold.vn
1
CÔNG NGH TIN HC VÀ
THIT B TRONG VIC
QUN LÝ VN HÀNH CÁC
H THNG CÔNG TRÌNH
THY LI  VIT NAM
PGS.TS. Võ Khc Trí
Vin Khoa hc Thy li min Nam
TÓM T"T
Các h thng thy li hin nay ang óng góp
rt nhiu trong vic phát trin các sn phm nông nghip, thy hi sn và ngành công nghip ch"
bi"n $ Vit Nam. Tuy nhiên ngu*n n+,c h-u nh+ không phát trin trong khi ó nhu c-u v l+/ng
th0c ngày càng gia t1ng do s0 phát trin dân s d4n "n vic gia t1ng din tích canh tác nông
nghip có t+,i. 67c bit là nh8ng vùng khan hi"m n+,c nh+ $ khu v0c Nam Trung B; và Tây
Nguyên ca Vit Nam. Ngoài ra l+ng n+,c còn phi chia s= cho nhiu ngành kinh t" trong n+,c
và cho c các quc gia khác n"u là l+u v0c sông quc t" nh+ sông Mêkông $ 6BSCL. Chính vì
vCy Dng dEng gii pháp công ngh tin hFc và thi"t bG trong vic qun lý vCn hành các h thng
công trình thy li có th xem nh+ m;t ch+/ng trình cp thi"t nhKm nâng cp và khai thác hiu
qu n1ng l0c hoLt ;ng ca h thng  có th áp Dng nhu c-u v dGch vE cp n+,c cho hin tLi
và trong t+/ng lai. Vn  7t ra là làm cách nào  ci ti"n, tMng b+,c hin Li hóa công tác
qun lý và phân phi n+,c m;t cách hiu qu, ti"t kim n+,c và gim giá thành -u t+ ang là
m;t thách thDc cho nghiên cDu khoa hFc phEc vE sn xut.
I. T$NG QUAN V% HIN &'I HÓA TRONG CÁC H THNG T()I  VIT
NAM
Công nghip hóa, hin Li hóa nông nghip, nông thôn là m;t trong nh8ng nhim vE
hàng -u ca t n+,c hin nay. S0 t1ng tr+$ng nhanh chóng ca nông nghip ã có s0
óng góp rt l,n ca công tác thy li vì vCy yêu c-u hin Li hóa cho công tác qun lý
vCn hành h thng thy li là rt c-n thi"t nh+ng vic nghiên cDu và Dng dEng $ Vit
Nam v4n còn ang $ b+,c ban -u. M;t s các h thng t+,i min BOc, min Trung ã
+c xây d0ng khá lâu. M7c dù ã +c Nhà n+,c quan tâm -u t+ xây d0ng và th+Png

xuyên tu bQ nâng cp nh+ng do kinh phí hLn ch" nên nhiu vn  t*n tLi trong qun lý
vCn hành v4n ch+a +c gii quy"t. Còn i v,i các h thng thy li $ phía Nam nh+
6BSCL và D-u Ti"ng, Ph+,c Hòa $ min 6ông Nam B; (M6NB) +c xây d0ng ã
óng góp rt nhiu cho vic phát trin nông nghip và l+/ng th0c trong c n+,c nh+ng
công tác qun lý vCn hành sau khi xây d0ng công trình, 7c bit là qui trình vCn hành và
các công trình kim soát ngu*n n+,c v4n ch+a +c quan tâm -u t+ úng mDc. Ngay c
các h thng l,n vMa m,i xây d0ng nh+ h thng Ba Lai hay Bo 6Gnh thì vic xây d0ng
qui trình vCn hành h thng hay lOp 7t các công trình o n+,c v4n ch+a +c th0c hin.
Do vic thi"u thông tin ho7c thông tin v,i ; chính xác kém, không kGp thPi và c-n
xY lý cùng m;t lúc trên din r;ng nên ã gây rt nhiu khó kh1n cho các nhà qun lý
trong vic iu hành h thng làm tQn tht n+,c và gim các dGch vE cp n+,c. Chính vì
vCy  phEc vE tt công tác qun lý vCn hành c-n phi -u t+ cho các h thng thu thCp
www.vncold.vn
2
thông tin, các công cE o Lc chính xác cZng nh+ các ph-n mm qun lý và iu khin
cho các nhà qun lý.
Tr+,c ây cZng có m;t s các h thng thy li ã +c -u t+ thY nghim v,i mLng
SCADA nh+ min BOc có h thng thy li sông Chu và h thng thy li BOc H+ng Hi,
min Trung có h thng thy li BOc Ngh An và h thng thy li sông Quao, 6*ng Cam,
tuy nhiên các h thng này cho "n nay ã không còn hoLt ;ng +c. Nguyên nhân ca
nh8ng t*n tLi này c-n +c tQng k"t ánh giá lLi, úc k"t kinh nghim  có th  xut ra
nh8ng gii pháp phEc h*i.
Nh8ng n1m g-n ây Vin Khoa hFc Thy li cZng ã Dng dEng công ngh SCADA
cho m;t s h thng thy nông và trLm b/m tM n1m 2001 – 2004 ã hp tác v,i nhà khoa
hFc trong n+,c b+,c -u sn xut RTU (Remote Terminal Unit) bKng vi xY lý nhKm ch
;ng công ngh  thay th" PLC trong t+/ng lai và xây d0ng ph-n mm H iu hành h
thng thy nông trên giao din ti"ng Vit, /n gin và thuCn tin cho ng+Pi dùng. Tr+Png
6Li hFc Thy li cZng ã Dng dEng mLng SCADA không dây cho h thng thy nông
phù sa S/n Tây v,i thi"t bG và ph-n mm ca n+,c ngoài.
Riêng i v,i các h thng thy li phía Nam, Vin Khoa hFc Thy li min Nam

(KHTLMN) ã Dng dEng công ngh tin hFc và t0 ;ng hóa trong vic kim soát và d0
báo ngu*n n+,c, xây d0ng các ch+/ng trình qun lý tài sn và thy l0c, qui trình qun lý
vCn hành cho các h thng t+,i $ Nam M1ng Thít, 6BSCL và H thng kênh 6ông C
Chi, D-u Ti"ng. Ngoài ra Vin còn nghiên cDu  Dng dEng các công ngh tiên ti"n ca
th" gi,i nh+ cYa flumegate ca Úc $ các h thng t+,i t0 chy bKng h* chDa.
II. CÁC V*N &+ T,N T'I TRONG CÁC H THNG THY LI HIN NAY
Nh8ng vn  còn t*n tLi trong các h thng thy li tCp trung m;t s vn  ch
y"u nh+ sau:
II.1. Ho/t 12ng c6a các công trình
- Hiu sut hoLt ;ng thp ca các công trình trLm b/m, cng -u mi, kênh m+/ng,
cng iu ti"t ch+a Lt "n công sut thi"t k".
- Không kGp thay Qi ho7c cCp nhCt các thông s ki thuCt ca công trình sau m;t thPi
gian vCn hành nh+ bG xói mòn, b*i lOng hay h+ hjng d4n "n vic gim hiu sut công
trình.
- H thng công trình -u t+ ch+a *ng b;, 7c bit là các kênh, cng cp 2 và kênh
n;i *ng. M;t s h thng ã +a vào hoLt ;ng nhiu n1m nh+ng v4n ch+a hoàn chknh.
II.2. Phát tri@n nguBn nCDc
- BG tác ;ng b$i nhiu ngu*n nh+ ngCp lZ hay triu c+Png, ô nhilm chua phèn hay
xâm nhCp m7n.
- BG ô nhilm tM n+,c thi sinh hoLt và tM cht thi nông nghip nh+ phân bón, thuc
trM sâu và các cht thi rOn.
- Nh8ng xung ;t v sY dEng n+,c do chuyn Qi c/ cu canh tác và nuôi tr*ng thy
hi sn.
II.3. VFn hành bIo trì
www.vncold.vn
3
- Thi"u qui trình vCn hành h thng và h+,ng d4n bo trì cho h-u h"t các h thng
t+,i hin nay ngoài m;t s n/i có qui trình vCn hành tong các công trình riêng l=.
- Thi"u trang bG các h thng quan trOc m0c n+,c, l+u l+ng hay cht l+ng n+,c tLi
các công trình -u mi ho7c n"u có thì rt thô s/ lLc hCu ; chính xác không cao.

- Ng+Pi qun lý không +c ào tLo hay không  quyn hành  gii quy"t nh8ng
xung ;t gi8a ng+Pi sY dEng n+,c, i v,i các công trình liên tknh thì càng khó kh1n h/n
rt nhiu.
- Nhiu n/i chuyn dGch c/ cu m;t cách t0 phát không theo qui hoLch ã gây khó
kh1n rt nhiu cho công tác vCn hành và bo trì b$i vì ch+a có Ban qun lý công trình liên
tknh.
II.4. Chính sách quIn lý nCDc
- Giá thu thy li phí vn còn khá thp và nhiu n i !ã b$ thu phí, do !ó các
Công ty Qu-n lý Thy nông không ! trang tr-i cho các chi phí v0n hành và b-o trì h2
th3ng. Ph4n l5n !u ph-i trông ch6 vào s8 tr giúp t: ngân sách !<a ph= ng hay
trung = ng. Vi2c !<nh m?c tr cp c@ng phA thuBc rt nhiu t: mCi !<a ph= ng !ang
qu-n lý công trình trong !<a gi5i ca mình mà không t: ! sut tính toán cA thE ca
Công ty Qu-n lý t=5i.
- 6i v,i nông dân là khách hàng ca các Công ty Thy nông thì v4n ch+a tQ chDc
thành H;i  tham gia vào c/ cu vCn hành, cZng ch+a có khung pháp lý  ng+Pi nông
dân có th t0 qun lý và vCn hành các /n vG thy li c/ s$ tM h kênh cp 3 hay n;i *ng.
III. GII PHÁP THQC HIN
6 gii quy"t các vn  trên, phLm vi hin Li hóa các h thng thy li tCp trung
vào các i t+ng nh+ sau:
III.1. HiRn 1/i hóa m/ng lCDi thông tin 1o 1/c
Vic nOm bOt thông tin chính xác v yêu c-u t+,i, khi l+ng và cht l+ng ngu*n
n+,c hin có  các nhà qun lý h thng có th cho ra nh8ng quy"t Gnh kGp thPi và
chính xác trong vic iu phi ngu*n n+,c là m;t yêu c-u h"t sDc c-n thi"t không th
thi"u trong vic vCn hành h thng thy li. Hin nay m;t s công ngh v thông tin +c
sY dEng nhiu $ các n+,c phát trin bao g*m:
a. Mô hình iu khin mLng l+,i o Lc t0 ;ng SCADA (hình 1) hin v4n là m;t gii
pháp công ngh m,i v,i m;t h thng kim tra bao g*m m;t trLm trung tâm (Master
Terminal Unit = MTU) và m;t hay nhiu trLm kim soát và thu thCp s liu hin tr+Png hay
trLm iu khin tM xa (Remote Telemetry Unit = RTU) và ph-n mm dùng  thu nhCn các
thông tin tr0c ti"p và liên tEc $ bt kp vG trí nào trong h thng. 6+Png truyn ca h thng

có th qua mLng LAN, mLng in thoLi, mLng không dây, internet hay v tinh. Công ngh
này /n gin, thích hp, chính xác và hoàn toàn t0 ;ng. MLng l+,i này có nhiu thuCn li
vì có th cho bi"t vG trí mt n+,c trên các oLn kênh, iu ti"t l+u l+ng n+,c qua công
trình hay iu phi ngu*n n+,c tM nhánh kênh này qua các nhánh kênh khác. Nó cZng cho
bi"t cht l+ng ngu*n n+,c ang sY dEng hay nhu c-u n+,c th0c s0 ca cây tr*ng phE
thu;c vào các thi"t bG +c lOp 7t tLi các trLm kim soát.

www.vncold.vn
4
b. Mô hình Qun lý tài sn (hình 2) hay còn gFi là Ch+/ng trình ATLAS vì i v,i
các h thng thy li th+Png có giá trG -u t+ l,n v,i nhiu hLng mEc công trình trên ó
c-n +c qun lý vCn hành và bo d+qng Gnh kp. Ng+Pi qun lý th+Png rt khó  nh,
h"t tên công trình, vG trí và các thông tin khác nh+ thông s ki thuCt, thPi gian vCn hành,
ã duy tu sYa ch8a bao nhiêu l-n   ra các gii pháp -u t+ m,i. Do ó công ngh GIS
ã +c Dng dEng m;t cách r;ng rãi trong vic qun lý tài sn trong các h thng t+,i.
Vic Dng dEng công ngh này st giúp cho các nhà qun lý có th phân tích và ánh giá
+c:
- Phân tích loLi hình dGch vE t+,i tiêu trong h thng.
- 6ánh giá các iu kin hoLt ;ng hin thPi ca các công trình.
- 6ánh giá mDc ; -u t+ trong t+/ng lai.
- 6ánh giá các chi phí bo trì.
- Phân tích các ngu*n tài chính phEc vE yêu c-u sYa chYa ho7c xây m,i trong
t+/ng lai, +,c tính chi phí thay th" sYa ch8a và niên hLn sY dEng d0a vào tuQi thF còn lLi
ca công trình.
- 6ánh giá các ngu*n phí thu +c tM dGch vE cp n+,c nh+ thy li phí cho nông
nghip, ch1n nuôi, công nghip hay sinh hoLt.
- 6ánh giá kh n1ng hoLt ;ng và mDc ; h+ hjng và +,c tính tuQi thF ca công
trình.
Trung tâm 1iVu
hành

(Master)
TrLm 1
TrLm 2
TrLm 3
MAÏNG ÑIEÄN
THOAÏI

M'NG SCADA
Hình 1: Mng SCADA  c truyn qua cáp in thoi
www.vncold.vn
5
Xem thông tin v công trình
Tìm kim thông tin
Xem lGch vCn hành cng
TLo lGch vCn hành công trình
Qun lý thu phí qua cng
Thu thy li phí
Hình nh v công trình
Xem m0c n+,c, l+u l+ng
- Liên k"t v,i ch+/ng trình SCADA và ch+/ng trình tính cht l+ng và khi l+ng
n+,c.

c. Mô hình tính toán khi l+ng và cht l+ng n+,c trong các h thng thy li.

N25
K34
N31A
Hình 3: Mô hình thy l)c tính cho m+t h th,ng t -i
Hình 2: H th,ng thông tin qua GIS