Mùa hè ở miền Bắc Bồ Đào Nha ngày càng nóng bức, nhiệt độ nhiều lần vượt mức 38°C đã đặt ra thử thách lớn đối với ngành cấp nước. Các hồ chứa cạn kiệt, chi phí vận hành tăng cao, áp lực nước giảm – tất cả đang đe dọa khả năng cung cấp nước ổn định cho cả vùng đô thị lẫn nông thôn. Trong bối cảnh đó, Águas do Norte – đơn vị cung cấp nước cho gần 2 triệu dân trên 63 thành phố – đã quyết định chuyển dịch sang mô hình thủy lực số. Họ sử dụng giải pháp OpenFlows Water của Bentley cùng đội ngũ chuyên gia địa phương, nâng cao hiệu quả vận hành và tạo nền móng vững chắc cho chuyển đổi số.
Águas do Norte: Tổ chức lớn, mạng lưới đa dạng
Águas do Norte có nhiệm vụ quản lý toàn bộ chuỗi cung ứng nước – từ sản xuất, xử lý tới truyền thành phẩm cho đô thị, và tại 8 vùng còn triển khai đến tận hộ dân. "Hệ thống chúng tôi rất đa dạng, mỗi khu vực mang đến loạt thách thức riêng biệt," ông Luís Nicolau, Giám đốc Quản lý Tài sản và Đầu tư, cho biết. Một số khu vực phục vụ trung tâm thành phố với nhu cầu cao, ổn định. Một số khác đáp ứng nhu cầu bùng nổ về mùa du lịch tại vùng nông thôn. Bên cạnh đó, biến động địa hình, chi phí năng lượng và hạ tầng cũ kỹ qua nhiều thập kỷ góp phần lớn vào khó khăn bảo đảm áp lực, chất lượng cũng như tối ưu chi phí vận hành.
Nicolau nhận thấy cần một cái nhìn tổng quan, để xác định rủi ro, ưu tiên đầu tư và xây dựng chiến lược dài hạn nhất quán. Mặc dù đã sử dụng OpenFlows Water nội bộ, Águas do Norte cần sự trợ giúp chuyên sâu về mô hình thủy lực để tối ưu hóa vận hành thực tế.
Trong thời điểm then chốt đó, H2OPT được lựa chọn làm đối tác phát triển mô hình tổng thể, giúp công ty ra quyết định nhanh chóng, chính xác dựa trên nền tảng kỹ thuật vững vàng.
Bắt đầu từ thực tế và dữ liệu: Hợp tác cùng H2OPT
H2OPT dựa trên nền tảng kinh nghiệm của NORAQUA, một đơn vị tư vấn xây dựng kỹ thuật, và tập trung vào giải pháp bền vững, hiệu quả cho toàn bộ chuỗi giá trị nước đô thị. Được lựa chọn sau gói thầu công khai, H2OPT xây dựng mô hình cho hơn 25 phân hệ của Águas do Norte bằng phần mềm Bentley.
Kỹ sư Miguel Marques (H2OPT) cho biết: "Mỗi hệ thống sở hữu thách thức khác nhau. Hệ thống lớn chú trọng tối ưu chi phí năng lượng theo giờ điện; hệ thống nhỏ ưu tiên cấp nước an toàn mùa cao điểm. Đòi hỏi cách tiếp cận linh hoạt và riêng biệt cho từng phân hệ."
Quá trình mô hình hóa gắn liền thực tế nhờ sự phối hợp liên ngành giữa các phòng ban của Águas do Norte – từ quản lý tài sản, vận hành, bảo trì đến năng lượng. Bước chuyển này giúp tất cả bộ phận nhận rõ giá trị của mô hình trong hoạt động thường nhật.
Lý do OpenFlows Water trở thành hạt nhân mô hình thủy lực
Theo H2OPT, OpenFlows Water hội đủ hai yếu tố: khả năng tùy biến kỹ thuật và ứng dụng thực tiễn cao. "Chúng tôi dễ dàng tạo, hiệu chỉnh, cập nhật mô hình nhanh chóng, đưa dữ liệu thực tế, mô phỏng nhiều kịch bản và đánh giá hành vi hệ thống linh hoạt," kỹ sư Marques chia sẻ.
Một ưu điểm nữa là khả năng kết nối dữ liệu từ hệ thống SCADA trong tương lai. Tính năng này cho phép tích hợp thông tin điện áp, dòng điện, trạng thái thiết bị theo thời gian thực – nền tảng cho việc vận hành thông minh trên quy mô lớn.
Với lợi thế quen thuộc phần mềm, Águas do Norte dễ dàng triển khai giải pháp trên diện rộng. "Chúng tôi đánh giá cao OpenFlows Water cả về hiệu quả và tầm nhìn dài hạn cho chiến lược số hóa của công ty," Nicolau nói.
Dự án không chỉ dừng ở mô hình thử nghiệm, mà còn chuyển thành bản thiết kế cho tối ưu vận hành và lập kế hoạch đầu tư. Hơn 225 giải pháp cải thiện thủy lực, điều chỉnh mô hình đã được nhóm dự án đề xuất – từ các can thiệp nhỏ như hiệu chỉnh van, phân vùng áp lực, cập nhật quy tắc bơm, đến hạng mục đầu tư quy mô lớn hơn 4 triệu EUR.
Tính đến hiện tại, 52 hạng mục đã hoàn thành, 42 hạng mục khác đang triển khai – mang lại hiệu quả tích cực trên toàn hệ thống. Đặc biệt, việc tối ưu hoạt động tại 45% trạm bơm đã giúp tiết kiệm gần 176.000 EUR chi phí điện hàng năm.
Khai mở tư duy mới: Mô hình là quy trình liên tục
Giá trị nổi bật của dự án vượt xa những con số tiết kiệm. Marques nhấn mạnh: "Mô hình thủy lực không còn là dự án một lần rồi thôi nữa. Đây là một quy trình liên tục." Với mô hình số động, đơn vị cấp nước có thể thử nghiệm các phương án mô phỏng, áp dụng ngoài thực địa, rồi lại điều chỉnh tức thì. Vòng lặp "thử - làm - hiệu chỉnh" giúp tối ưu không ngừng thay cho cách vận hành bị động ứng phó sự cố.
Mô hình hóa hiện tại được đặt làm nền móng cho các sáng kiến tương lai như digital twin. "Dữ liệu thời gian thực, dự báo, lập kế hoạch chủ động – đó là hướng đi tiếp theo mà Águas do Norte hướng tới," Nicolau chia sẻ.
Digital Twin: Hành trình tiến tới vận hành chủ động
Một khi có nền tảng mô hình ổn định, kết nối nó với dữ liệu thời gian thực trở thành bước tiến tất yếu. Digital twin giúp Águas do Norte quan sát tức thì toàn bộ mạng lưới, thử nghiệm và ứng phó kịch bản như hạn kéo dài, sự cố nguồn nước, biến động giá điện…
"Những công cụ này sẽ cách mạng hóa cách chúng ta vận hành ngành nước," Marques nhận định. Đơn vị cấp nước chuyển từ tư duy phản ứng (chờ sự cố mới xử lý) sang chủ động quản lý, thậm chí dự báo và ngăn ngừa sự cố trước khi xảy ra.
Với người làm hạ tầng nước, vai trò số hóa không chỉ dừng lại ở tối ưu vận hành mà còn góp phần bảo vệ nguồn nước bền vững, nâng cao chất lượng dịch vụ giữa thách thức của biến đổi khí hậu, đô thị hóa nhanh và kỳ vọng ngày càng lớn của cộng đồng.
Tăng tốc chuẩn bị cho tương lai nóng lên
Dự án của Águas do Norte vẫn đang tiếp diễn, với các hạng mục cải tiến tiếp tục được triển khai. Ông Nicolau hướng đến hợp tác với bộ phận đổi mới sáng tạo để tích hợp mô hình, SCADA, IoT, phân tích dự báo và lập kế hoạch vốn thành một nền tảng duy nhất.
Bên phía H2OPT, Marques cam kết hỗ trợ cập nhật mô hình khi mạng lưới thay đổi, công trình mới hoàn thành hoặc đối mặt thử thách mới – từ sóng nhiệt kéo dài đến biến động nhu cầu nước đột xuất.
"Điều thú vị ở dự án là nó trực tiếp cải thiện đời sống người dân," Marques chia sẻ. Nicolau cũng khẳng định: "Chúng tôi quản lý một dịch vụ hạ tầng cốt lõi cho hàng triệu người. Làm hệ thống hiệu quả, bền vững, chống chịu tốt hơn với khí hậu khắc nghiệt không chỉ là vấn đề kỹ thuật, mà còn là trách nhiệm xã hội và môi trường."
Nếu bạn đang quản lý hệ thống cấp nước, thoát nước đô thị, công nghiệp, hoặc vận hành trạm bơm – chứa – truyền dẫn, đừng để tới khi sự cố hoặc thời tiết cực đoan buộc bạn phải đối phó thụ động! MICAD sở hữu đội ngũ nhiều kinh nghiệm về giải pháp số cho ngành hạ tầng: từ mô hình thủy lực, tối ưu hóa trạm bơm đến nền tảng giám sát và phân tích thời gian thực. Liên hệ với chúng tôi để cùng xây dựng lộ trình chuyển đổi số phù hợp cho hệ thống của bạn, từ thử nghiệm tới mở rộng toàn diện. Tham khảo chi tiết tại https://micad.vn/bao-gia/.