بحران آب و لزوم هوشمندسازی شبکه‌های توزیع آب شهری

به گزارش پایداری ملی به نقل از پژوهشگاه فضای مجازی، شروین جمشیدی در وبینار بحران آب و الزامات هوشمندسازی شبکه تأمین و توزیع آب شهری که توسط گروه کشاورزی و منابع طبیعی دیجیتال پژوهشگاه فضای مجازی برگزار شد، گفت: بحران آب در کشور از یک سو حاصل کاهش منابع آب در دسترس و از سوی دیگر، افزایش مصارف متعدد است. هرچند که گفته می‌شود ۹۰ درصد آب در بخش کشاورزی به مصرف می‌رسد. اما این روند به معنای غفلت از اصلاح الگوی مصرف و افزایش بهره‌وری در بخش‌های شرب و صنعت نیست.

این استادیار دانشگاه اصفهان با بیان اینکه دوره به تأخیر انداختن‌ها و عدم توجه به مسائل آب و محیط‌زیست در کشور سپری شده و در حال حاضر شاهد پیامدهای ناشی از اهمال کاری‌ها در دهه‌های گذشته هستیم، گفت: در حال حاضر بسیاری از شهرهای جدید به شهر هوشمند در حال حرکت هستند و از این رو موضوع هوشمندسازی شبکه‌های آبرسانی در ردیف برنامه‌های سند چشم انداز ۱۴۰۴ وزارت نیرو قرار دارد. اما توجه به این موضوع ضروری است که هوشمند سازی در گام نخست نیازمند یک تعریف مشخص باشد و استفاده از سنسورها و فناوری اینترنت اشیا به تنهایی نمی‌تواند بیانگر هوشمندسازی شبکه آب باشد.

جمشیدی با بیان این که پیامدهای بحران آب فراتر از کمبود آب شرب است، تصریح کرد: از بین رفتن تنوع زیستی و جنگل‌ها، فرونشست زمین، انتشار گرد و غبار و نمک از تالاب‌های خشک شده (مانند ارومیه، گاوخونی و هورالعظیم)، افت تراز آب‌های زیرزمینی، آسیب به آثار تاریخی و فرهنگی، ناآرامی‌های اجتماعی، مهاجرت، بحران غذا و انرژی، افزایش بیکاری و فقر، بحران بهداشت و سلامت عمومی از نقش کاتالیزوری بحران کمبود آب تأثیر می‌پذیرند.

پژوهشگر پژوهشگاه فضای مجازی مهم‌ترین رویکردی که طی دو دهه اخیر به منظور مدیریت بحران‌های زیست‌محیطی مطرح شده را رویکرد توسعه پایدار اعلام و اظهار کرد: اصطلاح IWRM یا مدیریت یکپارچه منابع آب زیرمجموعه همین رویکرد است که می‌تواند مدیریت همزمان عرضه و تقاضای آب را میسر سازد. در این چارچوب، ارائه طرح‌ها و برنامه‌ها منوط به بررسی همه پیامدها، از جمله پیامدهای اجتماعی و زیست محیطی است که باید علاوه بر مسائل اقتصادی و مالی در نظر گرفته شود.

وی تاکید کرد: نمی‌توان قطره آبی را جابجا کرد مگر آن که اطمینان حاصل شود نسل‌های آینده به آن قطره آب مشابه امروز دسترسی داشته باشند. طی سالیان گذشته رویکردها تنها متمرکز بر رویکرد توسعه برای تأمین آب بوده و بهبود الگوی مصرف و افزایش بهره‌وری در مصارف شهری، کشاورزی، و صنعت مغفول مانده است.

این کارشناس دو موضوع را در مدیریت تقاضای آب در بخش شهری حائز اهمیت دانست و گفت: آگاهی بخشی و اطلاع رسانی در سطح جامعه شهری و روستایی با هدف جلب مشارکت عمومی و کاهش تلفات و نشت در شبکه‌های تأمین و توزیع آب شرب دو موضوع اساسی در این بخش به شمار می‌روند و بدیهی است استفاده از فناوری‌های نوین همگام با توسعه فضای مجازی می‌تواند در این راستا کمک شایانی داشته باشد.

جمشیدی ادامه داد: اینترنت اشیا و کلان داده‌ها می‌تواند با ارائه حلقه‌های بازخورد مفید اطلاعات و دانش، به افزایش انعطاف و تاب‌آوری در برابر تنش‌های محیطی، سیاسی، اجتماعی، و اقتصادی ناشی از بحران آب کمک کند.

وی با بیان این که در بخش آب شرب دو چالش اساسی یعنی تأمین آب با کیفیت مناسب و کاهش تلفات آب در شبکه آب رسانی وجود دارد، افزود: بحث تلفات آب در شبکه در تمامی کشورها وجود دارد اما سهم و نرخ تلفات ظاهری (مانند مصرف غیر مجاز، آب دزدی، و خطاهای ناشی از قرائت نادرست در کنتورها) و تلفات واقعی (مانند نشت و ترکیدگی لوله‌ها) متفاوت است. بر اساس گزارش‌ها، متوسط آب غیر درآمدزای شبکه آبرسانی شهری در کشور برابر ۲۵ درصد است. به صورت تقریبی هدررفت‌های واقعی از شبکه آبرسانی بالغ بر یک درصد منابع آب تجدیدپذیر کشور را شامل می‌شود که برای کشور گرم و خشک ایران این رقم حیاتی است.

این پژوهشگر تاکید کرد: مروری بر دستاوردهای اجرایی سایر کشورها از جمله ژاپن، استرالیا، فرانسه، سنگاپور و … نشان می‌دهد هوشمندسازی شبکه‌های آبرسانی می‌تواند به کاهش تلفات آب، افزایش بهره‌وری و بهبود مصرف منجر شود. اعمال مدیریت هوشمند فشار در شبکه آبرسانی، مدیریت هوشمند نشت‌یابی و اطلاع‌رسانی مداوم میزان مصرف از طریق فضای مجازی می‌تواند مطابق برآوردها تا ۲۰ درصد از مصرف آب در بلندمدت بکاهد.

این استادیار دانشگاه با تاکید بر این که بهره گیری از سیستم‌های هوشمند به منظور مدیریت و بهره برداری از شبکه توزیع یک راهبرد کلیدی در برنامه‌های وزارت نیرو است، تصریح کرد: هوشمندسازی شبکه آبرسانی نیازمند ابزارهایی همچون تجهیز سخت‌افزاری شبکه به ابزارهای پایش و کنترل در زمان واقعی (مانند سنسورهای آنلاین) به عنوان قلب تپنده هوشمندسازی شبکه آب است. اما ابزارهای دیگر همچون زیرساخت‌های ارتباطی (اینترنت، خطوط مخابراتی، بی سیم، فیبرنوری و …) به همراه نرم‌افزارهای محاسباتی و شبیه‌ساز که بتواند داده‌ها را در یک دیتاسنتر نگهداری و پردازش کند نیز ضروری است.

وی گفت: بنابراین هوشمندسازی نیازمند سخت افزار و و نرم افزار و ارتقای موازی آن‌ها است. هر اندازه زیرساخت‌ها کامل‌تر باشد می‌تواند به سطوح بعدی هوشمندسازی حرکت کرد.

جمشیدی خلأ دوم در فرآیند هوشمندسازی شبکه‌های تأمین و توزیع آب شهری را فقدان یک نقشه راه و فرایند گام به گام اجرایی و عملیاتی دانست و تصریح کرد: اولویت‌بندی اقدامات برای کاهش تلفات، کاهش مصرف انرژی، مدیریت تجهیزات و افزایش عمر تأسیسات، بهبود کیفیت آب و و نهایتاً اصلاح الگوی مصرف و کاهش سرانه مصرف آب می‌تواند به صورت مرحله‌ای اجرا شود. باید توجه کرد که هوشمندسازی فرایند خطی نیست و از یک مدل اسپایرال تبعیت می‌کند. به گونه‌ای که به صورت دائم و رفت و برگشتی بین سنسورها، عملگرها و سامانه پردازش‌کننده در حال حرکت است.

وی با اشاره به چند نمونه اقدامات هوشمندسازی شبکه آبرسانی در ایران در استان‌های اصفهان، مشهد، قم و تهران اظهار کرد: بسیاری از این سیستم‌ها در حال حاضر هنوز نیمه هوشمند و متکی بر سامانه اسکادا هستند. توسعه سامانه‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری، توسعه زیرساخت‌های مخابراتی، نگهداری و پردازش داده، توسعه سامانه‌های ارتباطی با مردم در فضای مجازی، آموزش بهره‌برداران و اپراتورها برای استفاده از فناوری‌های هوشمند، و البته ایجاد و تقویت امنیت سایبری از جمله دیگر اقدامات مهمی است که باید برای هوشمندسازی شبکه‌های آبرسانی انجام شود.