فناوری در نبرد با بحران آب/

هوشمندسازی شبکه‌های توزیع آب کلید خورد/ نجات آب با ماهواره‌های نشت‌یاب

دبیر ستاد آب، محیط زیست و انرژی با تاکید بر نقش فناوری‌های نوین در بهینه‌سازی مصرف آب، نوآورانه ترین روش های فناورانه در مقابله با تنش آبی و راهکارهای جلوگیری از اتلاف آب را تشریح کرد.

کد خبر: ۳۳۷۴۰۸

۲۰ مرداد ۱۴۰۴ / ۰۸:۰۹

به گزارش روزپلاس، حالا دیگر بحران آب به یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های زیست‌محیطی و اجتماعی کشورمان تبدیل شده است، به طوری که رسماً اعلام می‌شود منابع آبی پشت سدهای تهران به شدت کاهش یافته و در حال حاضر سدهای پنج‌گانه تهران فقط ۲۰ درصد آب دارند! کاملاً روشن است که کاهش منابع آب زیرزمینی، تغییرات اقلیمی و افزایش بی‌رویه جمعیت به ویژه در کلان‌شهرهایی مانند تهران، فشار شدیدی بر منابع آبی وارد کرده است.

به نظر می‌رسد در چنین شرایطی، راهکارهای سنتی مدیریت آب دیگر پاسخگوی نیازها نیست و استفاده از فناوری‌های نوین و هوشمند، نقش کلیدی در مقابله با این بحران ایفا می‌کند. فناوری‌هایی مانند سیستم‌های هوشمند پایش و مدیریت مصرف آب، استفاده از حسگرها و اینترنت اشیا (IoT) برای کنترل شبکه‌های آب‌رسانی، بهره‌گیری از سامانه‌های تصفیه و بازچرخانی آب و همچنین استفاده از روش‌های نوین آبیاری دقیق در کشاورزی می‌توانند به بهبود بهره‌وری مصرف آب کمک کنند. علاوه بر این، فناوری‌های نوین در حوزه آب‌شیرین‌کن، مانند روش‌های غشایی و نانو فیلترها، امکان استفاده مجدد از آب‌های شور و نامناسب را فراهم کرده و می‌توانند بخش قابل توجهی از نیازهای آبی تهران را تأمین کنند.

سرمایه‌گذاری در تحقیق و توسعه فناوری‌های مرتبط با آب، فرهنگ‌سازی استفاده بهینه از منابع و یکپارچه‌سازی داده‌ها از طریق سیستم‌های مدیریت هوشمند، از دیگر گام‌های ضروری برای عبور از بحران آب است.

به جهت اهمیت موضوع به سراغ دکتر سید محمدمهدی نوربخش، دبیر ستاد آب، محیط زیست و انرژی معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش بنیان ریاست جمهوری رفتیم و با او در خصوص وضعیت کنونی منابع آبی کشور، اقداماتی که باید در مقابله با این بحران انجام شود و همچنین راهکارهای فناورانه برای مدیریت منابع آبی و … صحبت کردیم.

سید محمدمهدی نوربخش، دارای دکترای مهندسی عمران است و سال‌ها در حوزه آب فعالیت کرده است. او سابقه مدیریتی در وزارت نیرو، از جمله مدیر کل دفتر آموزش، تحقیقات و فناوری و معاون دفتر نظام‌های بهره‌برداری و حفاظت آب و آبفا را دارد. نوربخش همچنین ریاست گروه نظارت بر بهره‌برداری تأسیسات آب و برق‌آبی و ریاست گروه کنترل ایمنی و پایداری سدها را در کارنامه کاری خود دارد.

او نقش مهمی در تدوین برنامه‌های مرتبط با سدها داشته و بنیانگذار نظام فنی بهره‌برداری تأسیسات آب و آبفا بوده است. علاوه بر این، چندین کتاب و مقاله درباره سدها، منابع آب و تغییر اقلیم نوشته و چند اختراع مرتبط با مهندسی آب و سنجش کیفیت آب ثبت کرده است.

بخش اول مشروح مصاحبه با دکتر نوربخش دبیر ستاد آب، انرژی و محیط زیست معاونت علمی در نوشتار زیر قابل مشاهده است؛

*آقای دکتر به عنوان سوال نخست، با توجه به هم‌پوشانی بحران تغییرات اقلیمی جهانی و چالش‌های ساختاری در مدیریت منابع آب کشور، مهم‌ترین عواملی که باعث تشدید بحران آب در ایران شده‌اند را چه می‌دانید؟ اساساً چرا امروز در شرایطی قرار گرفته‌ایم که آب به یک دغدغه جدی و حتی امنیتی تبدیل شده است؟

ریشه اصلی بحران فعلی را باید در دو حوزه دید؛ یکی تغییرات اقلیمی که پدیده‌ای جهانی است و دیگری ساختار مدیریت منابع آب در داخل کشور. در بُعد اقلیمی، آمارها به‌وضوح نشان می‌دهند که روند گرمایش زمین شدت گرفته است. بر اساس گزارش سازمان جهانی هواشناسی، میانگین دمای کره زمین در ۵۰ سال اخیر حدود ۱.۱ درجه سانتی‌گراد افزایش یافته و این تغییر در مناطق خشک و نیمه‌خشک، اثرات عمیق‌تری بر چرخه آب دارد. یکی از اثرات اثبات شده گرم شدن جهانی و تغییر اقلیم، خشک‌تر شدن مناطق خشک است. در حالی که متوسط بارندگی در کشور ایران طی پنجاه سال گذشته ۲۴۰ میلیمتر بوده است، در یک دهه گذشته این میزان به حدود ۲۱۰ میلیمتر کاهش یافته است. اثر دیگر تغییر اقلیم، تغییر الگوهای بارش است؛ یعنی بارندگی‌ها به‌جای آنکه به‌طور یکنواخت و در دوره‌های زمانی طولانی رخ دهند، در مدت کوتاه و با شدت بالا اتفاق می‌افتند. برای مثال، حجمی از بارش که در گذشته طی ۲۰ روز به شکل روان آب در رودخانه‌ها و سطح زمین جاری می‌شد، امروز ممکن است در کمتر از ۱۰ روز رخ دهد. این تغییر باعث می‌شود بخش زیادی از آب به‌صورت سیلاب از دست برود و فرصت نفوذ به آبخوان‌ها و سفره‌های زیرزمینی از بین برود.

مشکل مهم دیگر، کاهش ذخایر برفی و یخچال‌های طبیعی است. این ذخایر که مانند یک "بانک آب" طبیعی عمل می‌کردند، در زمستان پر می‌شدند و در طول تابستان به‌تدریج آب خود را در رودخانه‌ها و منابع آب زیرزمینی آزاد می‌کردند، اکنون تحت تأثیر افزایش دما کوچک‌تر شده‌اند. بررسی‌های انجام‌شده نشان می‌دهد که حجم برخی یخچال‌های دائمی زاگرس و البرز در دو دهه اخیر تا ۴۰ درصد کاهش یافته است. این روند، تاب‌آوری طبیعی منابع آب کشور را به‌شدت تضعیف کرده است. موضوع تغییر اقلیم امروزه به اندازه‌ای جدی شده است که بسیاری از دولت‌ها، نهادهای علمی و حتی بخش خصوصی جهانی به‌طور مستقیم وارد عمل شده‌اند. بنیاد بیل و ملیندا گیتس یکی از نمونه‌های برجسته است که در پروژه‌های کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، توسعه فناوری‌های انرژی پاک و افزایش بهره‌وری منابع آب سرمایه‌گذاری می‌کند. هدف مشترک بسیاری از این اقدامات، رسیدن به «انتشار خالص صفر» تا میانه قرن است.

با این حال، باید واقع‌بین بود که حتی اگر این اقدامات از همین امروز با قدرت آغاز شوند، اثرات مثبت آن‌ها احتمالاً چند دهه بعد نمایان خواهد شد؛ چرا که وضعیت فعلی حاصل دهه‌ها انتشار بی‌رویه گازهای گلخانه‌ای و مداخلات انسانی در محیط‌زیست است. از این‌رو، ما ناچاریم علاوه بر تلاش برای کاهش اثرات بلندمدت تغییرات اقلیمی، سازگاری با شرایط جدید را هم به‌عنوان یک ضرورت فوری در نظر بگیریم. سال جاری، بر اساس داده‌های رسمی، یکی از خشک‌ترین سال‌های ۵۷ سال اخیر بوده و کشور در رتبه ۵۶ بارندگی قرار گرفته است. این اعداد به‌روشنی می‌گویند که ما با یک تغییر پایدار اقلیمی مواجه‌ایم، نه یک نوسان کوتاه‌مدت.

*اگر بخواهیم به موضوع کم‌آبی وارد شویم، به نظر شما مهم‌ترین و فوری‌ترین اقداماتی که باید در این شرایط انجام شود چیست؟

در مدیریت بحران آب، نخستین و مهم‌ترین گام «برنامه‌ریزی» است؛ آن هم نه به معنای برنامه‌های مقطعی یا بخشی، بلکه برنامه‌ریزی جامع و بین‌بخشی که همه ذی‌نفعان و بخش‌ها را درگیر کند. ما سال‌هاست که می‌دانیم منابع آبی کشور رو به کاهش است و این کاهش صرفاً به شرایط اقلیمی امسال یا سال گذشته محدود نمی‌شود. آمارهای وزارت نیرو نشان می‌دهد که متوسط سرانه آب تجدیدپذیر در ایران از حدود ۷ هزار مترمکعب در دهه ۱۳۴۰ به کمتر از هزار و ۵۰۰ مترمکعب در سال‌های اخیر رسیده است. این یعنی ما از خط «تنش آبی» عبور کرده‌ایم و در بسیاری از حوضه‌های آبریز وارد «بحران آبی» شده‌ایم.

برنامه‌ریزی در چنین شرایطی باید بر پایه پیش‌بینی و سناریو باشد. ما باید بتوانیم وضعیت منابع آب را بر اساس شاخص‌های علمی، از جمله میزان بارندگی، دما، ذخایر سدها و سطح آب زیرزمینی، در قالب وضعیت‌های مشخص تعریف کنیم. به‌عنوان نمونه، می‌توان چهار وضعیت «سبز»، «زرد»، «نارنجی» و «قرمز» را تعریف کرد که هر کدام نشان‌دهنده سطح متفاوتی از فشار بر منابع آب است. در وضعیت زرد، ممکن است لازم باشد آبیاری فضای سبز شهری تا ۵۰ درصد کاهش یابد. در وضعیت نارنجی، محدودیت‌های بیشتری مانند ممنوعیت کاشت چمن جدید و افزایش تعرفه مصرف پرمصرف‌ها اعمال شود. و در وضعیت قرمز، اقدامات اضطراری شامل محدودیت‌های جدی در مصارف غیرضروری و جیره‌بندی هدفمند اجرایی گردد.

این مدل مدیریت مرحله‌ای، در کشورهای مختلف با اقلیم خشک یا نیمه‌خشک تجربه شده است. برای مثال، در ایالت‌های جنوبی استرالیا، چنین نظامی همراه با کمپین‌های گسترده اطلاع‌رسانی اجرا شده و شهروندان به‌طور مستمر از وضعیت منابع آب و اقداماتی که باید انجام دهند مطلع می‌شوند. نتیجه این برنامه‌ها، کاهش مصرف خانگی آب تا ۳۰ درصد در مدت کمتر از پنج سال بوده است. در کشور ما، تجربه‌هایی مانند تشکیل «کارگروه ملی سازگاری با کم‌آبی» در سال‌های گذشته نشان داد که امکان برنامه‌ریزی جامع وجود دارد، اما متأسفانه این برنامه‌ها یا ناقص اجرا شده‌اند یا از مسیر اصلی منحرف شده‌اند. در بسیاری از موارد، به جای تمرکز بر مدیریت تقاضا و استفاده بهینه از منابع موجود، صرفاً بر میزان تخصیص آب به استان‌ها بحث شده است.

برای موفقیت چنین برنامه‌ای، باید از ابتدا همه ذی‌نفعان – از وزارتخانه‌ها و شهرداری‌ها گرفته تا بخش خصوصی و نهادهای مردمی – در فرآیند تصمیم‌گیری حضور داشته باشند. مشارکت واقعی یعنی این‌که کشاورز بداند با تغییر الگوی کشت خود چه سودی خواهد برد، صنعتگر بداند با استفاده از فناوری‌های بازچرخانی چقدر در هزینه‌ها صرفه‌جویی می‌کند، و خانوار بداند که رفتار مصرفی‌اش چه تأثیری بر پایداری منابع آب دارد. نکته مهم دیگر، پیوند برنامه‌ریزی با داده‌های دقیق و به‌روز است. بدون پایش مستمر و شفاف وضعیت منابع آب، هر برنامه‌ای محکوم به شکست است. این یعنی ما باید سیستم‌های اندازه‌گیری و گزارش‌دهی لحظه‌ای داشته باشیم که نه فقط مدیران، بلکه عموم مردم بتوانند به آن دسترسی داشته باشند. این شفافیت، هم اعتماد عمومی را بالا می‌برد و هم انگیزه مشارکت را تقویت می‌کند.

البته مفهوم سازگاری با کم‌آبی برای ما ایرانی‌ها موضوع تازه‌ای نیست. قرن‌هاست که مردمان این سرزمین، به‌ویژه در مناطق کویری، با اقلیم خشک خود کنار آمده و نظام‌های پیچیده و کارآمدی برای مدیریت آب ایجاد کرده‌اند. نمونه بارز آن، تجربه تاریخی شهر یزد است که قنات‌هایش نه‌تنها یک شاهکار مهندسی، بلکه یک سازوکار اجتماعی دقیق برای تقسیم و مصرف آب بودند. در این نظام، قواعدی وجود داشت که همه به آن پایبند بودند؛ مثلاً روزهایی با عنوان «آب به بهشت می‌رود» تعیین می‌شد که در آن مصرف برای مصارفی چون شست‌وشو یا استحمام به حداقل می‌رسید تا فرصت برای پر کردن آب‌انبارها فراهم شود. چنین نظام‌های بومی، بر پایه اعتماد، مشارکت اجتماعی و شناخت عمیق از اقلیم شکل گرفته بودند و امروز می‌توانند منبع الهام برای طراحی سیاست‌های سازگاری مدرن باشند؛ سیاست‌هایی که فناوری روز را با فرهنگ و تجربه محلی پیوند می‌زنند.

مسئله تهران فقط «کمّیت آب» نیست؛ مسئله اصلی این است که آهنگ توسعه شهری و رشد جمعیت ثابت‌نشین و شناور از ظرفیت‌سازی و نوسازی زیرساخت‌های تأمین و توزیع جلو زده است. شبکه‌ای که برای الگوی جمعیتی و کاربری زمینِ دهه‌های گذشته طراحی شده بود، امروز باید به شهری خدمت بدهد که هم در پهنه بزرگ‌تر شده و هم در ارتفاع متراکم‌تر. *در تهران دقیقاً چه اتفاقی افتاده است؟ چه شد که به اینجا رسیدیم؟ در شرایط کم‌آبی، نقش مصرف‌کننده، به‌ویژه خانوارها، تا چه اندازه مهم است و چقدر می‌توان روی اصلاح رفتار آن‌ها حساب کرد و اینکه در شرایط بحران آبی، چگونه می‌توان فرهنگ مصرف بهینه آب را در جامعه نهادینه کرد؟

مسئله تهران فقط «کمّیت آب» نیست؛ مسئله اصلی این است که آهنگ توسعه شهری و رشد جمعیت ثابت‌نشین و شناور، از ظرفیت‌سازی و نوسازی زیرساخت‌های تأمین و توزیع جلو زده است. شبکه‌ای که برای الگوی جمعیتی و کاربری زمینِ دهه‌های گذشته طراحی شده بود، امروز باید به شهری خدمت بدهد که هم در پهنه بزرگ‌تر شده و هم در ارتفاع متراکم‌تر. این عقب‌ماندگی برنامه‌ریزی باعث شده هرچند در برخی مقاطع با احداث سدها یا طرح‌های انتقال از حوضه‌های مجاور «عرضه» را موقتاً افزایش داده‌ایم، اما «تقاضا» با شتاب بیشتری رشد کرده و عملاً شکاف باقی مانده است. تجربه نیز نشان می‌دهد اتکا به منابع انتقالی اگر با اصلاح الگوی مصرف و کاهش تلفات شبکه همراه نباشد، به اصطلاح «تقاضای القایی» ایجاد می‌کند؛ یعنی احساس وفور نسبی، انگیزه صرفه‌جویی را کم می‌کند، سرمایه‌گذاری در بهره‌وری به تعویق می‌افتد و وابستگی شهر به منابع بیرونی قفل می‌شود. نتیجه این چرخه آن است که حتی با اجرای طرح‌های انتقال، فشار بر آب‌های زیرزمینی، فرسودگی لوله‌ها و هزینه‌های انرژیِ پمپاژ کاهش پایداری پیدا نمی‌کند.

در واکنش به کم‌آبی، مدیران شبکه معمولاً سراغ مدیریت فشار می‌روند؛ روشی که اگر «موضعی و مبتنی بر داده» اجرا شود، مفید است، اما وقتی به‌صورت کلی و یکنواخت در پهنه‌های بزرگ اعمال می‌شود، پیامدهای ناخواسته‌ای به‌دنبال دارد. در عمل، طبقات پایین ساختمان‌ها با فشار و دبی زیاد مواجه می‌شوند و مصرفشان بالا می‌رود، در حالی که طبقات بالاتر افت فشار را تجربه می‌کنند. همین نابرابری فشار، خانوارها را به سمت نصب پمپ و مخزن می‌برد. اگر این تجهیزات بدون مخزن واسط و شیر یک‌طرفه و مطابق ضوابط نصب نشوند، پدیده مکش معکوس و ورود آلودگی احتمالی به شبکه رخ می‌دهد، نوسان‌های فشاری تشدید می‌شود و شکستگی لوله‌ها بیشتر می‌شود. از سوی دیگر، بار الکتریکی ناشی از راه‌اندازی پمپ‌های خانگی افزایش می‌یابد، هزینه انرژی خانوار بالا می‌رود و نویز هیدرولیکی شبکه نیز تقویت می‌شود که خود تلفات را بیشتر می‌کند. به بیان دیگر، یک اقدام مدیریتی که ذاتاً باید مصرف را کنترل کند، به‌دلیل واکنش‌های طبیعی مصرف‌کننده و نبود چارچوب فنی برای تجهیزات ساختمانی، می‌تواند بخشی از صرفه‌جویی بالقوه را خنثی کند و حتی به فرسودگی زودهنگام شبکه بینجامد.

موضوع دیگری که نباید نادیده گرفته شود، آبیاری فضای سبز شهری است. هرچند شهرداری تهران بخش زیادی از این آبیاری را با آب چاه‌هایی انجام می‌دهد که کیفیتشان برای شرب مناسب نیست، اما از منظر اجتماعی، پیامد این حجم از سبزینگی در شرایط بحران آب باید مدیریت شود. در بسیاری از کشورها، شهرداری‌ها در دوره خشکسالی یا کم‌آبی شدید، آبیاری چمن را کاهش داده یا حتی متوقف می‌کنند و با نصب تابلو یا اجرای کمپین، به مردم توضیح می‌دهند که این اقدام بخشی از برنامه مدیریت بحران است. این رویکرد، علاوه بر صرفه‌جویی واقعی، به «آمادگی ذهنی» جامعه کمک می‌کند؛ شهروند وقتی در منظر شهری تغییر می‌بیند، ناخودآگاه بحران را جدی‌تر می‌گیرد و پذیرش او نسبت به سیاست‌های صرفه‌جویی در خانه بیشتر می‌شود.

*آیا کم آبی در تهران راه حلی هم دارد؟

بله، راه‌حل در تهران آن است که کاهش یا تنظیم فشار به‌جای رویکرد «یک نسخه برای همه»، بر پایه ناحیه‌بندی‌های کوچک (DMA)، سنجش پیوسته فشار و دبی، و استفاده از شیرهای فشارشکنِ فرمان‌پذیر انجام شود تا در هر خوشه شهری، فشار هدف‌گذاری‌شده حفظ شود و نیاز به پمپ‌های ساختمانی حداقل شود. همزمان، استانداردسازی و سامان‌دهی تجهیزات ساختمان‌ها—از الزام مخزن واسط و شیر یک‌طرفه تا نصب رگولاتورهای فشار در ورودی—باید جدی گرفته شود تا واکنش مصرف‌کننده، خود به مسئله‌ای بزرگ‌تر تبدیل نشود. در کنار این‌ها، شفافیت اطلاعات برای شهروندان (اعلام وضعیت منابع و مصارف محله‌ای) و اصلاحات تعرفه‌ای هوشمند که پرمصرف‌ها را هدف می‌گیرد، کمک می‌کند تقاضا با واقعیت منابع منطبق شود؛ وگرنه حتی با طرح‌های بزرگ انتقال، روند ناپایداری می‌تواند ادامه پیدا کند.

*برخی از مردم بر این باور هستند که وقتی سدها پر هستند یا در تصاویر رسانه‌ای آب پشت سد دیده می‌شود، پس کمبود آب معنا ندارد. شما این برداشت را چطور ارزیابی می‌کنید و چه نکاتی را باید برای شفاف‌سازی این موضوع به مردم گفت؟

این پرسش، هم از منظر فنی مهم است و هم از نظر اعتماد عمومی. بله، ممکن است در یک بازه زمانی، مخازن سدها پر یا نزدیک به پر به نظر برسند، اما واقعیت مدیریت منابع آب پیچیده‌تر از آن است که صرفاً به سطح آب یک سد نگاه کنیم. ما باید همزمان هم ذخایر سطحی (آب سدها) و هم ذخایر زیرزمینی (آبخوان‌ها) را ببینیم. حتی اگر مجموع این دو روی کاغذ برای یک دوره زمانی – مثلاً تا پایان پاییز – کافی به نظر برسد، اصل ماجرا این است که بخش بزرگی از این منابع باید به‌عنوان ذخیره استراتژیک برای شرایط غیرقابل پیش‌بینی کنار گذاشته شود.

شرایط اقلیمی ما در دهه‌های اخیر نشان داده که نوسان‌های بارش بسیار شدید شده‌اند. ممکن است یک سال با بارندگی بالاتر از میانگین روبه‌رو باشیم و سال بعد یکی از خشک‌ترین سال‌های نیم قرن اخیر را تجربه کنیم. بنابراین، برنامه‌ریزی محتاطانه اقتضا می‌کند که حتی در ظاهرِ وفور منابع، مصرف و تخصیص به گونه‌ای مدیریت شود که برای سال‌های کم‌بارش، ذخیره کافی وجود داشته باشد. این موضوع را می‌توان با یک مثال ساده توضیح داد اگر خانواده‌ای همه پس‌انداز خود را در ماه اول خرج کند چون حساب بانکی‌اش پر است، در ماه‌های بعد دچار مشکل خواهد شد؛ منابع آب هم همین‌طور است.

نکته دیگر این است که سدها بخشی از آب ذخیره‌شده را نه‌فقط برای شرب، بلکه برای کشاورزی، صنعت، تأمین محیط‌زیست رودخانه‌ها و تالاب‌ها و حتی کنترل سیلاب نگه می‌دارند. یعنی سهم آب شرب شهرها از آب سد، معمولاً محدودتر از آن چیزی است که مردم تصور می‌کنند. علاوه بر این، کیفیت آب ذخیره هم اهمیت دارد. در تابستان، لایه‌بندی حرارتی و رشد جلبک در مخازن می‌تواند کیفیت آب را پایین بیاورد و نیاز به رهاسازی و جایگزینی آب تازه ایجاد کند.

برای شفاف‌سازی، باید اطلاعات جامع و قابل فهمی در اختیار مردم قرار گیرد؛ مثلاً اعلام موجودی واقعی آب سدها همراه با میزان برداشت روزانه، سهم بخش‌های مختلف، و سناریوهای پیش‌بینی بارش و مصرف. این کار در برخی کشورها به کمک وب‌سایت‌های عمومی و حتی بیلبوردهای شهری انجام می‌شود. وقتی مردم بدانند با این میزان مصرف، منابع تا چند روز یا چند ماه دیگر دوام می‌آورند، هم سطح اعتمادشان به مدیریت آب بالا می‌رود و هم انگیزه بیشتری برای صرفه‌جویی پیدا می‌کنند. در نهایت باید بگویم که پر بودن نسبی سدها به معنای «امنیت آبی پایدار» نیست، همان‌طور که خالی بودن نسبی آن‌ها هم همیشه به معنای بحران فوری نیست. مدیریت منابع آب یک تعادل‌سازی دائمی بین ورودی‌ها، خروجی‌ها و ذخایر است و موفقیت در این کار، به احتیاط، داده‌های دقیق، و همراهی مردم بستگی دارد.

*اگر موافق باشید، وارد مباحث فناورانه برای مقابله با کم‌آبی شویم. به عنوان یک نهاد فرابخشی و هماهنگ‌کننده در حوزه آب و محیط‌زیست، چه راهکارهای فناورانه و نوآورانه‌ای را برای بهبود وضعیت منابع آبی کشور، به‌ویژه در بخش شهری، مؤثر می‌دانید؟

راهکارهای فناورانه در حوزه آب، طیف گسترده‌ای را پوشش می‌دهند، از فناوری‌های ساده و کم‌هزینه تا سامانه‌های پیشرفته مبتنی بر هوش مصنوعی. نکته مهم این است که برای بسیاری از چالش‌های ما، الزاماً نیاز به پیچیده‌ترین فناوری‌ها نیست، بلکه استفاده هوشمندانه از فناوری‌های موجود، همراه با اصلاح ساختار بهره‌برداری و تغییر رفتار مصرف‌کننده، می‌تواند نتایج چشمگیری داشته باشد.

در پروژه‌های پایلوتی که در شهرهایی مانند مشهد و قشم اجرا شده، نصب سنسورهای فشار و دبی، شیرهای فشارشکن فرمان‌پذیر و ارسال داده‌ها به یک مرکز کنترل، این امکان را فراهم کرده که فشار در کل شبکه به صورت متوازن تنظیم شود. نتایج این پایلوت‌ها نشان داده که می‌توان تا ۲۵ درصد مصرف آب و حدود ۳۰ درصد انرژی پمپاژ را کاهش داد، بدون آن‌که کیفیت خدمات به مشترکان افت کند. یکی از مهم‌ترین حوزه‌ها، هوشمندسازی شبکه‌های توزیع آب است. در حال حاضر، بخش‌هایی از شبکه شهری در کشور ما با فشار بیش از حد و بخش‌های دیگر با کمبود فشار مواجه‌اند، و به دلیل نبود سامانه پایش لحظه‌ای، نشت‌ها یا شکستگی‌ها گاه تا مدت‌ها شناسایی نمی‌شوند. در پروژه‌های پایلوتی که در شهرهایی مانند مشهد و قشم اجرا شده، نصب سنسورهای فشار و دبی، شیرهای فشارشکن فرمان‌پذیر و ارسال داده‌ها به یک مرکز کنترل، این امکان را فراهم کرده که فشار در کل شبکه به صورت متوازن تنظیم شود. نتایج این پایلوت‌ها نشان داده که می‌توان تا ۲۵ درصد مصرف آب و حدود ۳۰ درصد انرژی پمپاژ را کاهش داد، بدون آن‌که کیفیت خدمات به مشترکان افت کند.

از منظر چرخه آب، بازچرخانی و استفاده مجدد از آب یکی از مؤثرترین حوزه‌های فناوری است. در صنایع، تصفیه پساب و بازگرداندن آن به خط تولید می‌تواند وابستگی به منابع آب تازه را به‌شدت کاهش دهد. نمونه‌های موفقی از این کار در صنایع فولاد و پتروشیمی کشور وجود دارد که با استفاده از فناوری‌های نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس، آب خروجی را به کیفیت قابل استفاده برای فرآیندهای صنعتی بازمی‌گردانند.

در بخش شهری هم می‌توان پساب تصفیه‌شده را برای آبیاری فضای سبز، شست‌وشوی معابر یا مصارف صنعتی به کار گرفت. همچنین در بخش تولید آب، اصلاح فرآیندهای کارخانجات تولید و بسته‌بندی آب می‌تواند اتلاف را به حداقل برساند. بسیاری از خطوط تولید قدیمی، راندمان پایینی دارند و بخش قابل توجهی از آب در مراحل شست‌وشو یا فیلتراسیون هدر می‌رود. به‌روزرسانی این خطوط با تجهیزات مدرن می‌تواند مصرف را به‌طور معناداری کاهش دهد.

در حوزه خنک‌سازی نیروگاه‌ها و صنایع بزرگ نیز فناوری‌های جدید نقش مهمی دارند. استفاده از سامانه‌های خنک‌کن خشک یا هیبریدی به‌جای برج‌های خنک‌کن مرطوب، مصرف آب را به‌طور قابل توجهی کاهش می‌دهد. این فناوری‌ها در کنار بهینه‌سازی چرخه‌های خنک‌سازی موجود، می‌توانند در نیروگاه‌های حرارتی، پالایشگاه‌ها و صنایع سنگین به‌کار گرفته شوند تا بار مصرفی آب این بخش‌ها که سهم بزرگی از کل مصرف صنعتی را تشکیل می‌دهد، به‌شکل پایدار کاهش یابد.

در بخش خانگی هم نمونه‌های ساده‌تر ولی بسیار اثرگذار وجود دارد. یکی از این موارد، تعویض یا بهینه‌سازی کولرهای آبی است. برآوردها نشان می‌دهد که بیش از ۲۰ میلیون کولر آبی در کشور فعال هستند که بخش قابل توجهی از آن‌ها قدیمی و کم بازده‌اند. این کولرها نه‌تنها مصرف برق بالاتری دارند، بلکه به دلیل طراحی و توزیع نامناسب آب در پَدها، آب زیادی را هم هدر می‌دهند. استفاده از کولرهای نسل جدید با بدنه پلیمری، پمپ‌های کارآمدتر، سیستم توزیع آب بهینه و عایق‌کاری مناسب، می‌تواند مصرف آب و برق را هر کدام تا حدود ۵۰ درصد کاهش دهد. حتی در کولرهای موجود، با نصب یک ترموستات ساده که بر اساس دمای محیط، عملکرد کولر را تنظیم کند، می‌توان در فصل گرم سال تا چند هزار لیتر آب و ده‌ها کیلووات‌ساعت برق صرفه‌جویی کرد.

در کنار این فناوری‌های سخت‌افزاری باید به فناوری‌های نرم‌افزاری و مدیریتی هم توجه کرد. الگوریتم‌های پیش‌بینی مبتنی بر هوش مصنوعی می‌توانند با استفاده از داده‌های مصرف، دما، رطوبت و الگوهای تعطیلات، الگوی مصرف روزهای آینده را پیش‌بینی کنند و بر اساس آن، مخازن ذخیره و پمپاژها را بهینه مدیریت کنند. این پیش‌بینی‌پذیری، هم مصرف آب و هم مصرف انرژی را کاهش می‌دهد.از سوی دیگر، تجهیز خانوارها به کنتورهای هوشمند که داده‌ها را به‌صورت برخط به اپلیکیشن موبایل مشترک ارسال می‌کنند، می‌تواند رفتار مصرف‌کننده را به‌طور مستقیم تحت تأثیر قرار دهد. تجربه کشورهای دیگر نشان داده که وقتی مصرف‌کننده لحظه‌به‌لحظه مصرف خود را ببیند و بتواند آن را با میانگین محله یا شهر مقایسه کند، تمایل بیشتری به کاهش مصرف خواهد داشت. این‌ها تنها بخشی از راهکارهایی هستند که اگر در مقیاس ملی اجرا شوند، اثراتشان فراتر از صرفه‌جویی آب خواهد بود. کاهش مصرف آب یعنی کاهش مصرف انرژی برای پمپاژ و تصفیه، کاهش فشار بر منابع زیرزمینی، و حتی کاهش تنش‌های اجتماعی ناشی از قطعی یا کمبود آب. اما برای تحقق این منافع، باید موانع ساختاری و اقتصادی اجرای این طرح‌ها را هم برطرف کرد، موضوعی که می‌توانیم در ادامه به آن بپردازیم.

*با توجه به اهمیت کاهش تلفات آب در شبکه‌های فرسوده، چه راهکارها و فناوری‌هایی برای شناسایی و اصلاح سریع نشت‌ها و شکستگی‌ها وجود دارد؟ چه موانع ساختاری، اقتصادی یا نهادی بر سر راه پیاده‌سازی گسترده این فناوری‌ها در سطح ملی وجود دارد و چگونه می‌توان این چالش‌ها را برطرف کرد؟

هدررفت آب در شبکه‌های توزیع، یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های مدیریت منابع آبی کشور است. برآوردها نشان می‌دهد که در بسیاری از شهرهای ایران، بین ۲۰ تا ۳۰ درصد آب تولیدشده در مسیر انتقال و توزیع، پیش از رسیدن به دست مصرف‌کننده، از بین می‌رود. این تلفات ناشی از فرسودگی لوله‌ها، شکستگی‌های پنهان، اتصالات معیوب، و حتی خطاهای اندازه‌گیری است. برای درک ابعاد این مشکل کافی است بدانیم که کاهش فقط ۱۰ درصد از این تلفات، معادل تأمین آب پایدار برای صدها هزار نفر در یک سال است.

در حوزه فناوری، یکی از نوآورانه‌ترین روش‌ها نشت‌یابی با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای مبتنی بر امواج راداری (SAR) است. این فناوری که اکنون پایلوت آن در شهر شیراز در حال پیگیری است، با تحلیل تغییرات بازتاب امواج از سطح زمین، نواحی دارای رطوبت غیرعادی را شناسایی می‌کند. این رطوبت می‌تواند نشانه نشتی یا شکستگی در شبکه زیرزمینی باشد. در حوزه فناوری، یکی از نوآورانه‌ترین روش‌ها نشت‌یابی با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای مبتنی بر امواج راداری (SAR) است. این فناوری که اکنون پایلوت آن در شهر شیراز در حال پیگیری است، با تحلیل تغییرات بازتاب امواج از سطح زمین، نواحی دارای رطوبت غیرعادی را شناسایی می‌کند. این رطوبت می‌تواند نشانه نشتی یا شکستگی در شبکه زیرزمینی باشد. مزیت این روش در مقایسه با روش‌های سنتی این است که می‌تواند در یک تصویر، صدها نقطه مشکوک را شناسایی کند و اولویت‌بندی تعمیرات را بسیار دقیق‌تر انجام دهد. روش‌های سنتی مانند استفاده از دستگاه‌های شنود صوتی یا پایش فشار، همچنان کاربرد دارند، اما محدودیت‌های زمانی و نیروی انسانی باعث می‌شود که پایش کامل شبکه‌های بزرگ، هفته‌ها یا ماه‌ها طول بکشد. ترکیب این روش‌ها با فناوری‌های نوین – مثلاً استفاده از حسگرهای فشار و دبی که تغییرات غیرعادی را در لحظه گزارش می‌دهند – می‌تواند سرعت شناسایی و رفع عیب را چندین برابر کند.

در بخش تعمیرات هم فناوری‌های جدیدی معرفی شده‌اند که امکان ترمیم موضعی لوله‌ها بدون نیاز به حفاری گسترده را فراهم می‌کنند. این روش‌ها که به CIPP (Cured-in-Place Pipe) معروف‌اند، با وارد کردن آسترهای پلیمری به درون لوله و عمل‌آوری آن در محل، ترک‌ها و نشتی‌ها را از داخل ترمیم می‌کنند. این فناوری علاوه بر صرفه‌جویی در زمان و هزینه، کمترین اختلال را در خدمات‌رسانی ایجاد می‌کند.

اما موانع در این بخش عمدتاً در سه حوزه است. کمبود سرمایه‌گذاری پایدار که پروژه‌های نشت‌یابی و بهسازی شبکه معمولاً به‌صورت مقطعی و در قالب بودجه‌های اضطراری اجرا می‌شوند و تداوم لازم برای کاهش پایدار تلفات را ندارند. دوم اولویت‌بندی نامناسب که در بسیاری از موارد، تعمیرات بر اساس شکایات مردمی یا حوادث بزرگ انجام می‌شود، نه بر اساس پایش سیستماتیک و برنامه‌ریزی‌شده و نهایتاً. فقدان چارچوب نهادی مشخص برای استفاده از فناوری‌های نوین؛ شرکت‌های آب و فاضلاب درگیر فرآیندهای اداری طولانی برای خرید خدمات نوآورانه هستند و گاهی قوانین مناقصه با ماهیت این خدمات سازگار نیست.

راه‌حل این است که کاهش تلفات آب به‌عنوان یک سرمایه‌گذاری با بازگشت تضمینی دیده شود، نه یک هزینه. همان‌طور که در بخش انرژی، پروژه‌های بهینه‌سازی مصرف گاز یا برق از محل صرفه‌جویی تأمین مالی می‌شوند، در حوزه آب هم می‌توان از «مدل قرارداد صرفه‌جویی» استفاده کرد. در این مدل، شرکت‌های تخصصی نشت‌یابی و بهسازی شبکه، سرمایه‌گذاری اولیه را انجام می‌دهند و بخشی از آب صرفه‌جویی‌شده یا ارزش ریالی آن را به‌عنوان بازپرداخت دریافت می‌کنند. این رویکرد هم انگیزه بخش خصوصی را بالا می‌برد و هم فشار مالی بر دولت را کاهش می‌دهد.