Hệ thống đo mưa tự động Vrain cung cấp dữ liệu đo mưa để cảnh báo mưa lũ và vận hành hồ chứa

Thiếu hụt các trạm đo mưa

Từng công tác nhiều năm ở cơ quan phòng chống lụt bão miền Trung và từng giữ chức vụ Cục trưởng Cục Phòng chống thiên tai (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn), ông Văn Phú Chính (nay là Chủ tịch HĐQT Công ty CP Tư vấn và phát triển kỹ thuật Tài nguyên nước - WATEC) rất trăn trở về vấn đề mạng đo mưa ở nước ta quá thưa (các nước phát triển khoảng 30km2 có một trạm đo mưa, Việt Nam khoảng mấy trăm km2 mới có một trạm), không đáp ứng yêu cầu dự báo, cảnh báo mưa lũ. Với trăn trở đó, ông Chính đã cùng với các cộng sự nghiên cứu và phát triển thành công “Hệ thống đo mưa tự động chuyên dùng cảnh báo mưa lũ và vận hành hồ chứa” với thương hiệu Vrain.

Ông Văn Phú Chính giới thiệu Hệ thống dữ liệu đo mưa Vrain

Theo ông Chính, thách thức lớn nhất khi phát triển hệ thống đo mưa tự động là tâm lý e ngại sử dụng trạm đo mưa tự động của các địa phương, của các chủ hồ chứa do đã có rất nhiều dự án trang thiết bị trạm đo mưa tự động nhưng chỉ hoạt động được thời gian ngắn thì hư hỏng, dừng hoạt động sau khi bàn giao cho đơn vị quản lý.

Bên cạnh đó, trước đây để đầu tư xây dựng một trạm đo mưa tự động, các chủ đầu tư cần phải bỏ kinh phí đến cả trăm triệu đồng, do vậy khó có thể phát triển rộng khắp. Để giải quyết bài toán này, ông Chính cùng các đồng sự đã phải lựa chọn công nghệ vừa đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, vừa dễ dàng lắp đặt, vân hành và đặc biệt là có giá thành hợp lý, phù hợp với khả năng đầu tư của các địa phương, các chủ hồ chứa…

Trước đây, với phương pháp đo mưa thủ công thay vì phải đổ lượng mưa trong thùng đo mưa ra cốc thủy tinh để biết được lượng mưa là bao nhiêu thì nhóm ông Chính thiết kế các vạch đo lượng mưa ngay trên thùng đo mưa để người dân có thể đọc trực tiếp trên các thùng đo mưa (gọi là trạm đo mưa nhân dân).

Với thiết kế đơn giản, gọn nhẹ phù hợp với địa hình, thời tiết Việt Nam, hệ thống đo mưa tự động không chiếm nhiều diện tích và có thể  lắp đặt ở mọi vị trí

Với cải tiến này nhóm đã xây dựng một dự án với 85 trạm đo mưa nhân dân ở 2 tỉnh Hà Tĩnh và Bình Định, được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn phê chuẩn và nhận được tài trợ của Ngân hàng thế giới. Đến nay trạm đo mưa nhân dân vẫn còn hoạt động, sử dụng. Tuy nhiên, trạm đo mưa nhân dân này không thể phát triển rộng và độ chính xác phụ thuộc vào người dân khi đọc lượng mưa.

Vrain – hiện thực hóa trạm đo mưa tự động.

Với mong muốn có được trạm đo mưa tự động mà công nghệ do chính mình làm chủ, ông Văn Phú Chính đã phối hợp với đơn vị vi mạch ở Đà Nẵng để chế tạo ra bộ Datalogger (Bộ truyền dữ liệu). Đây là bộ phận cốt lõi của một thiết bị quan trắc tự động nói chung, có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ cảm biến đo mưa sau đó truyền tín hiệu qua sim về nền tảng quản lý (máy chủ).

Data logger của Vrain đặc biệt ở chỗ được thiết kế chỉ chuyên đo mưa chứ không đo nhiều yếu tố (gió, độ ẩm…) như ở các nước khác nên rất gọn nhẹ và đặc biệt công nghệ được sản xuất tại Việt Nam. Ưu điểm vượt trội của Dataloger Vrain là tiêu thụ năng lượng rất thấp nên chỉ với 2 pin dự phòng là có thể hoạt động ổn định. Trạm đo mưa vừa sử dụng điện lưới vừa sử dụng pin năng lượng mặt trời nên tính linh hoạt cao.

Các nhà máy thủy điện dùng trạm đo mưa tự động Vrain để vận hành hồ chứa phù hợp, kịp thời

“Để nghiên cứu ra một sản phẩm chất lượng cao, ứng dụng tốt, tôi và các cộng sự phải đặt tâm huyết vào trong cả quá trình nghiên cứu, sản xuất. Chúng tôi phải đặt mình vào vai trò của người sử dụng khi nghiên cứu hệ thống đo mưa này, cho nên sản phẩm làm ra rất dễ sử dụng, dễ xử lý. Thiết bị nhập khẩu có thể có nhiều tính năng nhưng do mình không làm chủ được công nghệ nên hư hỏng thì không sửa được, đặc biệt là các vi mạch điên tử”, ông Chính chia sẻ.

Từ khi nghiên cứu thành công và đi vào sử dụng (năm 2016), đến nay Vrain đã được lắp đặt ở tất cả các tỉnh thành trên cả nước với trên 1.200 trạm đo mưa tự động chuyên dùng. Số liệu của Vrain trở thành số liệu đo mưa của cả quốc gia. Riêng Tổng cục Khí tượng Thủy văn đã cho lắp đặt 370 trạm để thay thế trạm đo mưa nhân dân.

Thông qua trang web www.vrain.vn, số liệu của tất cả các trạm đo mưa được chia sẻ rộng rãi, nhiều người đều có thể xem được số liệu đo mưa ở tất cả mọi điểm. Do đó, ngành khí tượng thủy văn không chỉ nắm số liệu của 370 trạm mà có thể xem số liệu của tất cả các trạm trên cả nước. Ban Chỉ đạo Trung ương cũng sử dụng số liệu cập nhật trực tiếp trên hệ thống Vrain với tốc độ cập nhật 10 phút/lần để biết được tình hình mưa lũ đang diễn ra tại các địa phương trong các đợt mưa lũ lớn.

Đến nay đã có gần 1.250 trạm đo mưa tự động Vrain được lắp đặt trên cả nước cung cấp nguồn số liệu lớn về lượng mưa cho quốc gia

Ngoài ra, để phục vụ cho người dân, ông Chính và cộng sự đã phát triển ứng dụng Vrain trên điện thoại thông minh. Người dùng có thể tải tải và sử dụng miễn phí ứng dụng app “Vrain by watec” từ kho ứng dụng app store hoặc google play. Sau khi tải ứng dụng, người dùng có thể xem lượng mưa theo thời gian thực và nhận tin nhắn cảnh báo khi mưa lớn vượt ngưỡng. Đến nay đã có trên 10.000 lượt tải ứng dụng.

Để có một hệ thống đo mưa chuyên dùng quy mô lớn và bao phủ cả nước như Vrain, nhóm ông Chính đã tổ chức bộ phận trực vận hành 24/7 và công cụ phần mềm giám sát trực tuyến nhằm kịp thời phát hiện và xử lý các sự cố xảy ra ở các trạm đo mưa. Cũng theo ông Chính, hiện nay, hằng ngày hệ thống Vrain phải xử lý khoảng 10-15 sự cố trong toàn hệ thống và trong suốt 05 năm qua, chưa có địa phương hay đối tác nào sử dụng trạm đo mưa Vrain phải tốn kinh phí để sửa chữa, thay thế thiết bị.

Công trình “Hệ thống đo mưa tự động chuyên dùng cảnh báo mưa lũ và vận hành hồ chứa” – Vrain vừa vinh dự đoạt giải nhất Hội thi sáng tạo kỹ thuật thành phố Đà Nẵng lần thứ 15 và đoạt giải nhất Giải thưởng sáng tạo khoa học và công nghệ Việt Nam năm 2019.