phần mở đầu (28 trang), bốn chương và phần kết luận (2 trang). Luận án có 57 hình vẽ và 13 bảng số liệu. Ngoài ra có phần tài liệu tham khảo và phụ lục gồm 72 trang. Lý do chọn đề tài Cung cấp nước là một ngành thuộc cơ sở kỹ thuật hạ tầng đô thị, có chi phí đầu tư, sửa chữa và nâng cấp rất tốn kém.
Nó đóng vai trò quan trọng đối với phát triển sản xuất và sinh hoạt của xã hội. Trong những năm qua, tốc độ đô thị hóa lớn làm gia tăng dân số tại các khu đô thị, cùng với tốc độ phát triển kinh tế và công nghiệp nhanh kéo theo nhu cầu sử dụng nước sạch ngày càng tăng. Vì hiện tại khả năng cấp nước của chúng ta đang ở mức rất thấp, nên đòi hỏi khách quan của nhu cầu dùng nước này đang tạo áp lực rất lớn cho ngành cấp nước Việt Nam. Nhu cầu sử dụng nước sạch trong những năm tới là rất lớn.
Bên cạnh đó, theo sự tiến bộ của xã hội, nhu cầu này được nâng lên một tầm mới là sử dụng đủ nước sạch với chất lượng, dịch vụ tốt, và nguồn nước an toàn. Do kinh tế phát triển nhanh, môi trường tự nhiên bị hủy hoại đang gây ô nhiễm các nguồn nước. Nhiều nguồn cấp nước hiện tại ở Việt Nam đang có nguy cơ suy giảm cả về số lượng và chất lượng. Giá thành đầu tư sản xuất một khối nước sạch ngày càng 3 cao.
Một phần mạng lưới không nhỏ trong HTCCNS của ta đã cũ kỹ, tỷ lệ hư hỏng và rò rỉ cao, việc thay thế, sửa chữa phần mạng lưới cũ này diễn ra rất chậm chạp. Hệ quả là, lượng nước sạch sản xuất ra thất thoát quá lớn, làm lãng phí đáng kể nguồn tài nguyên quý giá của quốc gia, người tiêu dùng phải gánh chịu giá nước cao, nhà nước thiếu hụt nguồn đầu tư mở rộng các HTCCNS để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội. Với những lý do trên, đề tài “Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý cho hệ thống cung cấp nước sạch dựa trên hệ thống thông tin địa lý- thử nghiệm tại Công ty Nước sạch số 2 Hà Nội” được chọn làm đề tài luận án Tiến sỹ Kinh tế tại Viện Đào tạo Sau đại học- Trường Đại học kinh tế Quốc dân Hà Nội. Mục tiêu của luận án là nâng cao hiệu quả quản lý HTCCNS, trực tiếp góp phần giải quyết một số vấn đề nan giải, cấp bách trong ngành cấp nước của nước ta hiện nay.
Hệ thống cung cấp nước sạch của Việt Nam được xây dựng từ thời Pháp thuộc, nhưng hơn 40 năm sau thống nhất đất nước, năng lực đáp ứng nhu cầu dùng nước của chúng ta còn rất thấp (xem Hình 1): mới có khoảng 80% dân số đô thị và khoảng 42% nông thôn được dùng nước sạch [16]. Trong khi đó ở các nước khác, như Trung Quốc, tỷ lệ này là 91%, Nhật Bản là 100% [80], v. Suốt 7 năm (2007 đến 2014) mật độ bao phủ dịch vụ của chúng ta chỉ tăng thêm được 10%. Không chỉ số người được dùng nước sạch còn ít, mà mức nước tiêu dùng tính theo đầu người mới đạt 120 lít/người/ngày (Hình 1), chỉ bằng khoảng 20% mức tiêu dùng của các nước phát triển [37].
Trong khi mức cung cấp nước sử dụng còn rất thấp, thì tỷ lệ thất thoát nước lại rất cao (25,25%) [32] và chậm được cải thiện (Hình 1): Trong vòng 7 năm (2007 đến 2014) tỷ lệ này chỉ giảm 7%, tức là, bình quân một năm chỉ giảm được 1%. Các kết quả nghiên cứu quan trắc mới nhất cho thấy, tại một số đô thị lớn như Hà Nội, TP.Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Hòn Gai, Vinh, Cà Mau, Sóc Trăng, Bạc Liêu nguồn nước ngầm đang có những dấu hiệu cạn kiệt, ô nhiễm, nhiễm mặn [34]. Vì thế, ngay việc tăng cường khai thác công suất của các nhà máy nước sẵn có cũng rất khó khăn. Đầu tư nhà máy mới phải lấy nước từ nguồn rất xa hàng chục cây số (như Vinaconex lấy nước từ Sông Đà), làm cho giá thành nước ngày càng cao.
Không những số lượng nước sạch cung cấp theo đầu người còn thấp, mà chất lượng nước cũng đáng báo động. Chất lượng nước ở nhiều nhà máy đã không đạt chuẩn đề ra (mặc dù chuẩn của chúng ta thấp hơn nhiều so với chuẩn của thế giới). Có nhiều nguyên nhân gây ra các vấn đề nêu trên, nhưng có thể nhận ra ba nguyên nhân cốt lõi thuộc về quản lý HTCCNS đó là: Phương pháp quản lý mạng đường ống chưa tốt, nên không thể phát hiện kịp thời và có giải pháp thích hợp đối với các sự cố rò rỉ gây ra tỷ lệ thất thoát nước cao. 25 những nội dung chi tiết cho việc xây dựng một hệ thống GIS như vậy đã không được công bố.
Trong khi những kết quả công bố về GIS ở trong nước chỉ là những triển khai ứng dụng, ở mức sơ khai ban đầu. Để giúp triển khai ứng dụng GIS cho HTCCNS một cách bài bản và hiệu quả, còn rất nhiều vấn đề cần được nghiên cứu và thử nghiệm. Những khoảng trống nghiên cứu Từ tổng quan trên cho thấy, những vấn đề sau đây cần được nghiên cứu để nâng cao hiệu quả quản lý HTCCNS. Đề xuất mô hình tổng quát phát triển hệ thống GIS từ những bước đầu cho các ứng dụng GIS.
Một mô hình đầy đủ và đảm bảo khả thi như vậy thực tế chưa thấy công bố. Ứng dụng GIS cho việc lập kế hoạch bảo trì, thay thế thiết bị theo đa tiêu chí và hiệu quả. Ngoài các điều kiện và tiêu chí đang được sử dụng, cần bổ sung thêm các điều kiện như: Môi trường đặt thiết bị, số lần sửa chữa/km đường ống của một ô (khối), số lượng điểm rò rỉ trong một ô (khối), tính chất của nước, tần suất sử dụng, v.v… mà các nghiên cứu chưa tính đến. Đặt bài toán có bổ sung các ràng buộc thực tế đầy đủ hơn, hàm mục tiêu đa tiêu chí chính là điểm mới của luận án.
Ứng dụng GIS cho cảnh báo ô nhiễm chất lượng nước sinh hoạt. Vấn đề này chưa được quan tâm ở nước ta. Bên cạnh các chuẩn về chất lượng nước, cần bổ sung thêm các phương án ngăn chặn các nguồn gây ô nhiễm ảnh hưởng đến chất lượng nước. Khi có ô nhiễm xảy ra, vấn đề xác định nguồn gây ô nhiễm và lập phương án khắc phục nhanh.
Đây là những vấn đề còn bỏ ngỏ trong các nghiên cứu trong và ngoài nước đã công bố đến nay. Xây dựng công cụ trợ giúp tự động hóa hoạt động nghiệp vụ thiết kế thay thế và mở rộng mạng lưới cấp nước tối ưu. Công việc này đang thực hiện theo cách thủ công, mất rất nhiều thời gian. Phương án được xây dựng chưa tính đủ các ràng buộc của thực tế đặt ra và chưa đặt vấn đề lựa chọn giải pháp tối ưu.
Cần phải mô hình hóa bài toán thiết kế này sao cho có khả năng tính đến các ràng buộc đa dạng của thực tiễn như về sử dụng đất, về hiện trạng giao thông, về các khu dân cư, về môi trường, v. cũng như việc đặt ra mục tiêu với nhiều tiêu chí hiệu quả (cả chi phí bỏ ra và lợi ích mang lại). Nhờ vậy có thể tự động hóa việc giải bài toán để tìm được phương án thiết kế tối ưu một cách nhanh chóng và hiệu quả. Bài toán đặt ra phức tạp hơn, đầy đủ hơn, nên việc xây dựng thuật toán giải nó 26 cũng là mới, và việc xây dựng bộ công cụ tương ứng để giải nó tự động là hoàn toàn mới.
Phát triển CSDL GIS phục vụ quản lý tổng hợp HTCCNS xuất phát từ các đối tượng, các thuộc tính và các lớp của chúng bao quát được tất các bài toán quản lý (cả kỹ thuật và kinh doanh) mà nó trợ giúp. Công việc này đã tiến hành trên thực tế, nhưng ở mức đơn giản, thiếu cả cơ sở lý thuyết và thực tiễn. Đối với bất kì một GIS nào thì CSDL GIS luôn có vai trò quyết định đến số lượng và chất lượng các chức năng mà nó cung cấp. Thông thường, công việc này chiếm đến ba phần tư thời gian, công sức và tiền bạc của một dự án GIS.
Khi đã được xây dựng, nó sẽ là cơ sở để giải quyết các vấn đề được đặt ra hiện tại cũng như dự kiến trong tương lai dựa trên công nghệ GIS. Những phát hiện, đề xuất mới rút ra từ kết quả nghiên cứu của luận án Những nghiên cứu của luận án là rất cơ bản, đúng đắn và thiết thực. Tuy nhiên chúng cần phải được thử nghiệm và tiếp tục hoàn thiện, đặc biệt đối với bài toán đặt ra chịu tác động của môi trường thay đổi. Ngay cả đối với những mô đun chức năng đã triển khai và có thể sử dụng ngay được, cần tiếp tục hoàn thiện để nâng cao hiệu quả sử dụng của chúng trong quá trình khai thác.
Những đóng góp mới về học thuật, lý luận Luận án có những đóng góp về mặt học thuật sau: Luận án đã xác định, phân tích, lập luận và giải thích các vấn đề lý luận – thực tiễn liên quan đến xây dựng GIS cho HTCCNS. Chúng là cơ sở đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý dựa trên GIS cho các CTCCNS nói riêng và các tổ chức ứng dụng GIS nói chung. Luận án đề xuất mô hình tổng quát phát triển một hệ GIS. Mô hình đề cập tới các hoạt động:(1) Xác định các bài toán đặt ra cho GIS; (2) Đặc tả nội dung các bài toán; (3) Xây dựng CSDL GIS tương ứng; (4) Phân tích thiết kế và cài đặt ứng dụng; (5) Thiết lập nội dung bài toán cụ thể; (6) Thực thi ứng dụng, cho kết quả.
Mô hình đề xuất là hoàn toàn mới, vì nó dựa trên sự tiếp cận một công nghệ mới - công nghệ GIS. Trong đó, xây dựng CSDL GIS là trung tâm, là cơ sở giải quyết các bài toán đặt ra của hệ thống. Mô hình này được thử nghiệm bằng việc xây dựng bộ công cụ tự động hóa giải quyết hai bài toán của quản lý kỹ thuật: Thiết kế thay thế mở rộng mạng lưới tối ưu và quản lý 27 chất lượng nước trong hệ thống thông qua các nguồn gây ảnh hưởng đến chất lượng nước trong hệ thống. Luận án đã trình bày một qui trình xây dựng khung CSDL GIS cho HTCCNS Việt Nam.
Luận án đã đề xuất bốn bài toán “cấp bách” cần giải quyết, nhằm nâng cao hiệu quả quản lý HTCCNS.