Tài nguyên nước đang trở thành một trong những vấn đề được quan tâm hàng đầu trong chiến lược phát triển bền vững tại Việt Nam và nhiều quốc gia trên thế giới. Nguồn nước phục vụ cho sản xuất nông nghiệp, sinh hoạt và công nghiệp ngày càng bị đe dọa bởi tình trạng ô nhiễm, khai thác quá mức và ảnh hưởng từ biến đổi khí hậu. Trong bối cảnh đó, việc ứng dụng các tiến bộ công nghệ, đặc biệt là trí tuệ nhân tạo (AI) và hệ thống cảm biến kết nối vạn vật (IoT), đang mở ra một hướng đi hiệu quả nhằm nâng cao năng lực giám sát, quản lý và sử dụng nguồn nước theo cách thông minh và bền vững hơn.

Cảm biến IoT có khả năng thu thập dữ liệu môi trường theo thời gian thực tại các điểm đo như nguồn nước mặt, nước ngầm, ao hồ, sông rạch, cũng như trong hệ thống tưới tiêu nông nghiệp. Các chỉ số như nhiệt độ, độ đục, pH, nồng độ oxy hòa tan, chất rắn lơ lửng, COD, TDS… được ghi nhận liên tục và truyền về trung tâm dữ liệu. Thông qua các thuật toán AI, những dữ liệu này được xử lý để phát hiện sớm các bất thường, như tình trạng ô nhiễm vượt ngưỡng, nguy cơ xâm nhập mặn hoặc cạn kiệt nguồn nước. Khác với phương pháp giám sát truyền thống vốn phụ thuộc vào kiểm tra định kỳ thủ công, các hệ thống AI kết hợp IoT giúp rút ngắn thời gian phản ứng, tăng độ chính xác và tiết kiệm nguồn lực đáng kể cho cả cơ quan quản lý lẫn cộng đồng dân cư.

Đáng chú ý, tại một số địa phương vùng đồng bằng sông Cửu Long, nơi thường xuyên chịu ảnh hưởng bởi tình trạng xâm nhập mặn và hạn hán, các mô hình thử nghiệm ứng dụng AI trong dự báo nguồn nước đã cho kết quả khả quan. Dữ liệu từ hệ thống cảm biến được tích hợp với dữ liệu khí tượng thủy văn và mô hình hóa bằng AI để dự báo mức độ xâm nhập mặn theo từng thời điểm, từng khu vực cụ thể. Thông tin cảnh báo được gửi về điện thoại thông minh của người dân hoặc phát trên các kênh truyền thanh nông thôn, giúp họ chủ động điều chỉnh lịch thời vụ, đóng – mở cống, trữ nước hay chuyển đổi cây trồng phù hợp.

Trong lĩnh vực nông nghiệp, các giải pháp tưới nước thông minh điều khiển bằng AI và cảm biến đất cũng đang được triển khai tại nhiều trang trại công nghệ cao. Hệ thống có thể xác định chính xác nhu cầu nước của cây trồng theo từng giai đoạn sinh trưởng, độ ẩm đất tại thời điểm thực tế và điều chỉnh chế độ tưới tự động mà không cần sự can thiệp thủ công. Việc này giúp tiết kiệm từ 30 đến 50% lượng nước sử dụng so với phương pháp truyền thống, đồng thời hạn chế hiện tượng rửa trôi dinh dưỡng và góp phần bảo vệ tầng đất canh tác.

Không chỉ giới hạn trong lĩnh vực nông nghiệp, ứng dụng AI và IoT còn đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát nguồn nước tại các khu công nghiệp, nhà máy sản xuất và hệ thống cấp thoát nước đô thị. Những hệ thống quan trắc tự động này không chỉ phục vụ công tác giám sát, mà còn là công cụ thu thập bằng chứng pháp lý để xử lý vi phạm về xả thải, bảo vệ quyền lợi của cộng đồng và môi trường sống chung.

Tuy nhiên, việc triển khai các hệ thống công nghệ cao này vẫn còn gặp một số rào cản. Chi phí đầu tư ban đầu cho thiết bị cảm biến, phần mềm xử lý dữ liệu và hạ tầng kết nối là tương đối cao so với khả năng tài chính của nhiều địa phương, đặc biệt ở vùng nông thôn. Mặt khác, việc vận hành và bảo trì hệ thống đòi hỏi phải có đội ngũ cán bộ kỹ thuật được đào tạo chuyên sâu, điều mà hiện nay vẫn còn thiếu hụt. Bên cạnh đó, vấn đề bảo mật và an toàn dữ liệu cũng cần được đặt ra một cách nghiêm túc khi triển khai ở quy mô rộng.

Để vượt qua những khó khăn đó, cần có sự phối hợp đồng bộ giữa các cấp chính quyền, cơ sở nghiên cứu và doanh nghiệp công nghệ. Các chính sách hỗ trợ tài chính, ưu đãi thuế, cho vay tín dụng xanh nên được thiết kế nhằm thúc đẩy việc lắp đặt và duy trì hệ thống giám sát nước thông minh tại các địa phương có nhu cầu cấp thiết. Việc đào tạo cán bộ kỹ thuật tại chỗ và xây dựng các trung tâm điều phối vùng cũng sẽ giúp đảm bảo việc vận hành trơn tru và hiệu quả.

Trong dài hạn, hướng tới một nền quản trị tài nguyên nước bền vững đòi hỏi phải xem công nghệ là hạt nhân trong quá trình chuyển đổi. Các giải pháp dựa trên AI và IoT không chỉ giúp chúng ta nắm bắt tốt hơn hiện trạng nguồn nước, mà còn cung cấp công cụ ra quyết định kịp thời, nâng cao năng lực ứng phó với các rủi ro môi trường. Đây không chỉ là sự đầu tư cho hiện tại, mà còn là hành động mang tính chiến lược để đảm bảo an ninh nước cho các thế hệ tương lai.