Trung Quốc, quốc gia đông dân nhất thế giới, đang đối mặt với những thách thức nghiêm trọng về tài nguyên nước do đô thị hóa nhanh chóng, biến đổi khí hậu và ô nhiễm môi trường. Theo các báo cáo từ Liên Hợp quốc, khoảng 80% nguồn nước ngầm ở Trung Quốc bị ô nhiễm, dẫn đến nhu cầu cấp thiết về các giải pháp quản lý nước thông minh. Trong bối cảnh này, trí tuệ nhân tạo (AI) nổi lên như một công cụ cách mạng, giúp tối ưu hóa quy trình xử lý nước thải, giám sát chất lượng nước và giảm thiểu lãng phí. Bằng cách tích hợp AI vào hệ thống quản lý nước, Trung Quốc không chỉ nâng cao hiệu quả hoạt động mà còn góp phần vào mục tiêu phát triển bền vững. Bài viết này sẽ khám phá các ứng dụng cụ thể của AI trong lĩnh vực này, dựa trên các ví dụ thực tế và kiến thức từ nhiều nguồn uy tín.

Một trong những ví dụ nổi bật là tại thành phố Hợp Phì, tỉnh An Huy, nơi nhà máy xử lý nước thải Xiaocangfang – lớn nhất khu vực – triển khai hệ thống quản lý nước dựa trên AI. Hệ thống này theo dõi liên tục chất lượng nước, điều chỉnh thông số xử lý theo thời gian thực, giảm can thiệp thủ công và tăng cường hiệu quả. Nhà máy có công suất xử lý lên đến 400.000 tấn nước thải mỗi ngày, nhưng lưu lượng đầu vào dao động từ 200.000 đến 500.000 tấn do yếu tố mùa vụ và thời tiết. AI dự đoán các chỉ số như lưu lượng nước, nồng độ amoniac và nhu cầu oxy với độ chính xác ban đầu 80%, nay đã cải thiện lên 96-98% nhờ huấn luyện dữ liệu liên tục. Điều này giúp đội ngũ vận hành dự báo biến động chất lượng nước, đảm bảo ổn định hoạt động.

Tương tự, tại Thượng Hải, nhà máy xử lý nước thải ở quận Phụng Hiền sử dụng hệ thống định lượng hóa chất dựa trên AI, tối ưu hóa dựa trên dữ liệu thời gian thực. Kết quả là xử lý chính xác hơn, giảm lãng phí hóa chất và cải thiện chất lượng nước đầu ra. Theo các nghiên cứu, việc áp dụng AI ở đây không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn giảm thiểu tác động môi trường bằng cách hạn chế sử dụng hóa chất thừa. Ngoài ra, tại thành phố Mịch La, tỉnh Hồ Nam, công ty cấp nước Xinshi đã tích hợp các hệ thống quản lý độc lập vào một nền tảng thống nhất sử dụng AI và phân tích dữ liệu lớn. Hệ thống phát hiện rò rỉ thời gian thực, gửi cảnh báo đến đội bảo trì, giúp giảm thiểu thất thoát nước và nâng cao khả năng giám sát chất lượng.

Tại Đô Giang Yển, tỉnh Tứ Xuyên, nhà máy xử lý nước thải Puyang kết hợp công nghệ kỹ thuật số và AI để quản lý hiệu quả. Với hình ảnh 3D thời gian thực, ban điều hành theo dõi từng bước xử lý và dự đoán trục trặc thiết bị, giảm thời gian ngừng hoạt động. Các ứng dụng AI trong giám sát chất lượng nước đang thay đổi toàn diện quy trình tại Trung Quốc. Sử dụng thuật toán học máy, hệ thống phân tích dữ liệu từ cảm biến tại nguồn nước, nhà máy và mạng lưới phân phối, bao gồm giám sát thời gian thực, dự đoán và phát hiện bất thường. Ví dụ, nền tảng AI từ Viện Công nghệ Cáp Nhĩ Tân được triển khai tại Thượng Hải và Bắc Kinh, cải thiện hiệu quả quản lý chất lượng nước bằng cách phát hiện sớm ô nhiễm và giảm chi phí vận hành.

Rò rỉ đường ống là vấn đề toàn cầu, gây thất thoát nước lớn ở cơ sở hạ tầng cũ. AI cung cấp giải pháp dự đoán và phát hiện rò rỉ, tối ưu hóa tài nguyên. Các công ty như Huawei và Alibaba Cloud đã phát triển hệ thống phát hiện rò rỉ dựa trên AI. Tại Thâm Quyến, giải pháp nước thông minh của Huawei giảm 20% lượng nước thất thoát thông qua giám sát thời gian thực và bảo trì dự đoán. Tương tự, ở Bắc Kinh, AI được áp dụng trong xử lý nước thải đô thị, giúp tối ưu hóa năng lượng và giảm khí thải, như trong các dự án của CGTN mô tả việc sử dụng AI để quản lý nước thải hiệu quả hơn.

Mở rộng ra lĩnh vực nông nghiệp, AI đang cách mạng hóa quản lý tưới tiêu ở Trung Quốc. Theo các nghiên cứu, hệ thống AI-driven irrigation sử dụng dữ liệu vệ tinh và cảm biến để dự đoán nhu cầu nước, giảm lãng phí lên đến 30% ở các khu vực như lưu vực sông Hoàng Hà. Tại Thâm Quyến và Thành Đô, các nhà máy xử lý nước thải AI-driven hoạt động như "nhà thông minh", dự đoán lưu lượng và tối ưu hóa quy trình, góp phần vào công nghệ xử lý nước thải tiên tiến năm 2025. Những tiến bộ này không chỉ giải quyết khan hiếm nước mà còn hỗ trợ chuyển đổi số, với AI giúp giảm tiêu thụ năng lượng trong xử lý nước thải lên đến 16-30% theo các mô hình toàn cầu áp dụng tại Trung Quốc.

Tuy nhiên, việc triển khai AI vẫn đối mặt thách thức như nhu cầu dữ liệu lớn, chi phí đầu tư ban đầu và đào tạo nhân sự. Dù vậy, lợi ích vượt trội, bao gồm tiết kiệm tài nguyên và bảo vệ môi trường, đang thúc đẩy sự lan tỏa rộng rãi.

Việc tích hợp AI vào quản lý nước thải và chất lượng nước đang giúp Trung Quốc vượt qua các thách thức tài nguyên nước, từ đô thị hóa đến biến đổi khí hậu. Các ví dụ từ Hợp Phì, Thượng Hải, Thâm Quyến và Bắc Kinh chứng minh hiệu quả của công nghệ này trong việc nâng cao hiệu suất, giảm lãng phí và đảm bảo bền vững. Trong tương lai, với sự phát triển của AI kết hợp blockchain và dữ liệu lớn, Trung Quốc có thể dẫn đầu thế giới trong quản lý nước thông minh, góp phần vào mục tiêu toàn cầu về phát triển xanh.

P.A.T (NASTIS)

Tài liệu tham khảo

1. CGTN. (2025). World Cities Day: AI empowers urban wastewater treatment in China.
2. Water Tech. (2025). Smart Water Management and Digital Transformation in China. https://wastewater.watertechsh.com/2025/03/06/smart-water-management-and-digital-transformation-in-china/
3. Water Magazine. (2025). China innovates water management with AI and Blockchain. https://www.watermagazine.co.uk/2025/03/31/china-innovates-water-management-with-ai-and-blockchain/
4. Wiley Online Library. (2025). Insights From China's Experience From the Basics to AI‐Driven Irrigation Management.
5. Nature. (2024). AI-driven optimization of agricultural water management.
6. Genviss. (2025). China Leads the Way: Cutting-Edge Wastewater Tech in 2025.