Tài nguyên nước cạn kiệt – nhìn từ góc độ dữ liệu lớn

Trước sự khan hiếm ngày càng lớn của nguồn nước toàn cầu, công nghệ, mà đặc biệt là quản lý dữ liệu lớn, hoàn toàn có thể giúp con người quản lý và sử dụng nguồn nước một cách tiết kiệm. Đó là thông điệp do Tổng giám đốc IBM Việt Nam Tan Jee Toon nhân Ngày Tài nguyên nước 22-3.

Trong suốt nhiều thế kỷ qua, chúng ta sử dụng nguồn nước tự nhiên nhưng không quan tâm nhiều đến quy mô và nguy cơ cạn kiệt nguồn tài nguyên này. Tuy nhiên, tình trạng đó sẽ không tồn tại mãi. Tài nguyên nước đang trở thành một trong những thách thức lớn nhất trong thế kỷ này. Nếu được quản lý đúng đắn, tài nguyên nước trong thế kỷ 21 sẽ vẫn dồi dào. Còn nếu không, nó sẽ gây ra nhiều áp lực lâu dài.

Do sự phát triển của quá trình đô thị hóa, tốc độ tăng trưởng dân số, biến đổi khí hậu và nhu cầu đột biến từ những nông trại và doanh nghiệp, bản chất của nguồn nước đang thay đổi. Ở dưới dạng một mô hình đang phát triển, nguồn tài nguyên nước nếu không được quản lý tốt sẽ tạo ra những xung đột mới, những làn sóng di cư ồ ạt, cùng với những thảm họa tự nhiên ngày càng nghiêm trọng và khó dự báo hơn. Đó chính là lý do tại sao hiện nay nước là một trong những thách thức lớn nhất về phương diện dữ liệu lớn. Hơn bao giờ hết trong suốt chiều dài lịch sử, chúng ta cần phải hiểu rõ cách thức hoạt động của các hệ thống nước đang sử dụng, cách chúng được kết nối với nhau và cách mà chúng tác động đến những mạng nền tảng cơ bản khác, cho dù đó là hệ thống sản xuất năng lượng hay là hệ thống đường sá.

Nhân kỷ niệm Ngày tài nguyên nước 22-3, Liên hợp quốc ước tính rằng tốc độ tăng trưởng dân số và đô thị hóa sẽ đòi hỏi thêm 30% lượng nước, 50% lượng thực phẩm và 40% lượng năng lượng vào năm 2030. Các cộng đồng cần phải trở nên thông minh trong việc quản lý nguồn tài nguyên nước đang hỗ trợ mọi khía cạnh của nền kinh tế và cộng đồng của họ. Công nghệ cần thiết để tạo ra sự chuyển đổi từ hoạt động quản lý nước một cách trực quan sang mô hình quản lý nước mang tính khoa học hiện đã nằm trong tầm tay. Hệ thống định vị toàn cầu (GPS), các hệ thống bản đồ, các mạng lưới cảm biến và điện thoại di động đang giúp cho việc thu thập những khối lượng dữ liệu khổng lồ của các bit dữ liệu và các thành phần của hệ thống nước trở nên hiệu quả hơn - một điều mà trước đây không thể thực hiện được. Điện toán đám mây và các công nghệ điện toán mạnh mẽ hơn đồng nghĩa với việc các tổ chức có thể kết nối các hệ thống đang hoạt động đơn lẻ hiện nay, cho dù đó là hệ thống xử lý nước, mương máng tưới tiêu cho nông nghiệp hay các hệ thống giao thông. Và công nghệ phân tích thông minh hơn, linh hoạt hơn đang cho phép những luồng dữ liệu khổng lồ này được tập hợp lại với nhau, được sàng lọc và được phản ứng theo thời gian thực. Điều đó có nghĩa là các cơ quan chức năng cuối cùng cũng có thể chuẩn bị trước, thay vì chỉ thụ động đối phó với những cơn bão ngày càng khắc nghiệt đang nhấn chìm các cộng đồng trong lụt lội và những trận bão tuyết. Hoặc những siêu đô thị hiện nay có thể học hỏi để nâng cao hiệu quả trong quá trình đáp ứng nhu cầu ngày càng cao hơn về nước và năng lượng. Các khu vực có thể định hình nên những khuynh hướng để thu thập và bảo tồn nước một cách thông minh khi mà nó còn dồi dào để sau này có thể phân bổ khi nó trở nên khan hiếm. Hiện cũng đã có các dự án về dữ liệu lớn đầy tham vọng và sáng tạo đang được triển khai trên toàn thế giới.

Tại Việt Nam, Đà Nẵng là thành phố đi đầu trong việc ứng dụng giải pháp Nước Thông minh hơn của IBM. Việc bảo đảm khả năng tiếp cận nguồn nước có chất lượng cao cho hơn 1,25 triệu người dân, khách du lịch và hoạt động công nghiệp có ý nghĩa quan trọng đối với sự phát triển bền vững của thành phố Đà Nẵng. Để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao, Công ty Cấp nước Đà Nẵng (DAWACO) đang triển khai một chương trình mở rộng và hiện đại hóa cơ sở hạ tầng và trang thiết bị xử lý nước. DAWACO sẽ sử dụng Trung tâm Điều hành Thông minh của IBM để phân tích và giám sát theo thời gian thực nguồn cung cấp nước của toàn thành phố. Digital Delta, một chương trình đột phá để thu thập thông tin từ dữ liệu lớn để nâng cao năng lực quản lý của hệ thống nước trị giá tới 7 tỷ euro của Hà Lan, và đây cũng chính là một hình mẫu cho các cộng đồng khác trên toàn thế giới. Với 20% diện tích đất nằm dưới mực nước biển, Hà Lan có một trong những hệ thống nước được giám sát chặt chẽ nhất. Tuy nhiên, những thách thức mới nảy sinh từ sự ấm lên của trái đất và mực nước biển dâng cao có nghĩa là người Hà Lan cần phải làm nhiều việc hơn để bảo vệ chính mình. Bằng cách sử dụng những công nghệ mới, các cơ quan chức năng của Hà Lan đang đối phó với nhiều vấn đề từ các sự kiện thời tiết cực kỳ khắc nghiệt cho tới đảm bảo chất lượng nước trong khi vẫn cắt giảm được chi phí quản lý nước tới 15%.

Tại Uganda, một mối quan hệ đối tác tuyệt vời có thể tạo ra những bài học có ý nghĩa lớn cho ngày càng nhiều chính phủ đang có nhu cầu hợp tác với lĩnh vực tư nhân để xây dựng và vận hành các mạng lưới nước phức tạp và đắt đỏ, đặc biệt là trong tiến trình bùng nổ đô thị hóa. Chính phủ Ugandan đang hợp tác với Waterfund LLC, một công ty chuyên về quản lý rủi ro, để tính toán chi phí sản xuất nước, tạo ra một chỉ số có thể đóng vai trò một công cụ hiệu quả để thu hút tài trợ. Sử dụng kiến thức chuyên môn về dữ liệu lớn của các nhà khoa học IBM để phân tích những khối lượng dữ liệu lớn và đa dạng, chỉ số này tính toán chi phí năng lượng, rủi ro lãi suất và chi phí vốn cần thiết để xây dựng, duy trì các mạng lưới xử lý và cung cấp nước quy mô lớn tại Uganda.

Những dự án như vậy có thể mang lại cho các nhà lãnh đạo thế giới những bài học quý giá về các vấn đề liên quan đến tài nguyên nước mà họ sẽ phải đối mặt như là mực nước biển dâng cao, sự khan hiếm, nhu cầu ngày càng tăng về các nguồn nước và điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Sự hòa trộn giữa tinh thần sáng tạo và công nghệ nói trên - từ phân tích dữ liệu lớn và điện toán đám mây cho đến các mạng cảm biến tinh vi và công tơ thông minh - chính là nền tảng mà những quốc gia có quyết tâm cao sẽ sử dụng để định hình nên một tương lai tươi sáng hơn.