Thời gian qua, công tác chống ngập trên địa bàn TPHCM chậm và thiếu tính linh động do một phần quá phụ thuộc vào cách đo nước ngập thủ công. Giải quyết thực trạng này, đầu năm 2012, ThS Đặng Hòa Vĩnh, Trưởng phòng Tài nguyên nước (Viện Địa lý tài nguyên TPHCM) và KS Nguyễn Thế Phong, Phó giám đốc Trung tâm Dịch vụ khí tượng thủy văn (Trung tâm khí tượng thủy văn Quốc gia) đã đề xuất nghiên cứu “Xây dựng hệ thống quan trắc ngập tự động (SCADA)”, bước đầu thử nghiệm đạt kết quả khả quan.
Hệ thống đo ngập tự động.
Cái khó ló... ý tưởng hay
Cách đây hơn 3 tháng, người dân lưu vực Tân Hóa - Lò Gốm (thuộc quận 6, TPHCM) còn khá lạ lẫm với công việc của ThS Đặng Hòa Vĩnh và KS Nguyễn Thế Phong tại đây. Khi cơn mưa chưa kịp dứt, các anh đã xắn quần, bì bõm lội ngược dòng con nước đến các điểm ngập nặng tại lưu vực này để ghi lại các thông số cần thiết. Công việc phục vụ cho công tác so sánh, đối chiếu với số liệu tại Trung tâm chống ngập TP, về lịch sử ngập của lưu vực trong các tài liệu từ những năm trước. Đây chỉ là một trong các phần việc mà 2 anh phải làm để chuẩn bị cho đề tài nghiên cứu xây dựng hệ thống quan trắc mực nước ngập tự động đã được duyệt với kinh phí 1,4 tỷ đồng từ Sở KH-CN TPHCM.
Theo KS Nguyễn Thế Phong, các số liệu về tình hình ngập trên toàn thành phố có được phần lớn dựa vào các nhân viên khí tượng. Họ phải túc trực tại các điểm ngập, ghi chép thời gian và đo mực nước tại cửa xả, khi bắt đầu mưa, mưa lớn nhất và khi dứt mưa. Hơn nữa, mọi thông tin về ngập phải chờ báo cáo của nhân viên khí tượng nên công tác chống ngập triển khai chậm, tác động lớn đến đời sống sinh hoạt của người dân các điểm ngập này.
“Giải pháp đo tự động được chúng tôi tính đến. Qua tìm hiểu, giải pháp này đã được áp dụng trên thế giới khá lâu, thiết bị cũng có sẵn. Tuy nhiên, một máy đo khi về Việt Nam có giá hơn 10.000 USD. Chưa kể máy có kết cấu phức tạp, vận hành khó. Đặc biệt, không phải công nghệ nào cũng phù hợp với điều kiện khí tượng, thủy văn nước ta. Từ đó, chúng tôi đi đến cải tiến từng loại thiết bị cho phù hợp với tiêu chí mà Trung tâm chống ngập thành phố (đơn vị đặt hàng nghiên cứu) đã đặt ra”, KS Nguyễn Thế Phong chia sẻ.
Công nghệ không phức tạp
Yêu cầu đặt ra ban đầu là nhỏ, gọn, tính linh động cao nên nhóm nghiên cứu tiến hành lựa chọn các thiết bị tương thích. Về cơ bản, thiết bị quan trắc mức ngập sử dụng một loại cảm biến đo mức nước. Sau khi liệt kê các loại cảm biến như rada, sóng siêu âm, áp suất cột nước… cũng như đánh giá ưu khuyết điểm của từng loại, nhóm nghiên cứu đã lựa chọn cảm biến phao 1 Encoder bởi khả năng tác động của môi trường lên cảm biến thấp, cho độ chính xác cao. Bên cạnh đó, vỏ và giá đựng máy đo cũng được nhóm nghiên cứu thiết kế kỹ càng. “Vật liệu sử dụng phải chống gỉ do máy chủ yếu hoạt động trong môi trường ẩm, nhiều chất thải. Chúng tôi phải thiết kế và chế tạo vỏ máy đến 3 lần để phù hợp với từng loại thiết bị mà chúng tôi đưa vào máy, bởi chỉ sai sót nhỏ, sẽ dẫn đến chập điện, hư hỏng mạch điện tử”, ThS Đặng Hòa Vĩnh cho biết.
Kích thước giếng đặc phao là phần quan trọng của máy. Kích thước phù hợp sẽ tiết kiệm được diện tích, đồng thời cho một lượng nước vừa đủ tác động lên Encoder. Cho nên, nhóm nghiên cứu thay đổi kích thước giếng phao liên tục nhằm tìm kết quả đúng nhất. “Nhưng mỗi lần thay đổi giếng chúng tôi phải đợi mực nước tại kênh Tân Hóa - Lò Gốm (địa điểm thử nghiệm) xuống mức thấp nhất. Đồng nghĩa với việc phải “làm bạn” với bùn đen, rác thải và không khí ô nhiễm nặng. Nhưng thử nghiệm hoài, ngửi hoài thành quen”, ThS Đặng Hòa Vĩnh chia sẻ.
Bên cạnh đó, dữ liệu từ máy đo truyền về trạm trung tâm được nhóm nghiên cứu lựa chọn theo phương pháp sóng di động GSM, phương thức GPRS. Theo ThS Đặng Hòa Vĩnh, dữ liệu đưa về trung tâm không lớn nên GPRS đủ sức cập nhật nhanh và ổn định. Ngoài ra, hạ tầng viễn thông phát triển đảm bảo tính ổn định cho phương thức này. Tuy nhiên, để tăng tính ổn định, nhóm sử dụng 2 sim 2 sóng để thay đổi khi có sự cố. Về cơ bản, công nghệ không phức tạp đồng thời dễ dàng thay thế khi máy đo bị hỏng. Giá trọn gói một máy đo dao động khoảng 5.000 USD, bằng 50% so với máy ngoại nhập.
Bước đầu thử nghiệm tại lưu vực Tân Hóa - Lò Gốm, máy hoạt động tốt trong điều kiện môi trường tại đây. Máy truyền dữ liệu ổn định, dữ liệu không khác biệt nhiều so với cách quan trắc thủ công hiện nay. Tuy nhiên, theo nhóm nghiên cứu, hiện đang đợi Sở KH-CN TP thẩm định lần cuối trước khi áp dụng rộng trên toàn khu vực quận 6.
Tường Hân
